Установка для очистки малосернистого газа от сероводорода
Заявляемая полезная модель относится к технике промысловой обработки малосернистых природных газов на установках низкотемпературной сепарации (НТС) и может использоваться для очистки газа от сероводорода в условиях промысла. Установка для очистки малосернистого газа от сероводорода используется только на промыслах, где для обработки газа применяется метод низкотемпературной сепарации, а очистка газа от сероводорода проводится углеводородным конденсатом. Установка позволяет одновременно проводить очистку от сероводорода отработанного абсорбента, воды и углеводородного конденсата, которые выносятся скважиной. Для решения поставленных задач установка дополнительно содержит смеситель, насос для подачи нейтрализатора сероводорода и емкость для нейтрализатора сероводорода. Смеситель соединяется с трубопроводом слива жидкости из сепаратора, трубопроводом удаления отработанного абсорбента из абсорбера и нагнетательным патрубком насоса для подачи нейтрализатора сероводорода в смеситель, при этом всасывающий патрубок этого насоса соединяется с нижним патрубком емкости для нейтрализатора сероводорода, а выходной патрубок смесителя соединяется трубопроводом с узлом стабилизации на установке НТС.
Заявляемая полезная модель относится к технике промысловой обработки малосернистых природных газов на установках низкотемпературной сепарации (НТС) и может использоваться для очистки газа от сероводорода в условиях промысла.
В технике известны установки для очистки малосернистых природных газов от сероводорода, в которых процесс проводится с помощью физических растворителей в противоточных абсорберах.
Известна установка абсорбционной очистки газа от сероводорода метанолом [А.И.Гриценко, И.А.Галанин, Л.М.Зиновьева, В.И.Мурин, Очистка газов от сернистых соединений при эксплуатации газовых месторождений. - М.: «НЕДРА», 1985. - с.146], которая включает два абсорбера, два десорбера, насосы для подачи метанола в абсорбер, холодильную установку, рекуперативные теплообменники и емкости для свежего и отработанного абсорбента.
Основными недостатками установки является:
- необходимость проводить процесс очистки газа от сероводорода при отрицательных температурах (от минус 40 до минус 60°С) для уменьшения потерь метанола;
- высокая металлоемкость установки;
- большие потери метанола с очищенным газом.
- высокая растворимость углеводородов в метаноле, особенно при низких температурах, усложняет процессы регенерации и ведет к потерям углеводородов.
Существенным недостатком является то, что метанол является сильнодействующим ядом, что усложняет его применение в условиях промысла.
Перечисленные причины не позволяют применять эти установки в условиях промысла.
Известна абсорбционная установка очистки газа от сероводорода с использованием процесса «ФЛЮОР» [А.И.Гриценко, И.А.Галанин, Л.М.Зиновьева, В.И.Мурин, Очистка газов от сернистых соединений при эксплуатации газовых месторождений. - М.: «НЕДРА», 1985. - с.148], в состав которой входят: эжектор, абсорбер, сепараторы среднего и низкого давлений, насос, регенератор.
Для очистки применяют органические растворители: пропилен-карбонат, триацетат глицерина, бутоксидиэтилен и др.
Недостатком установки является то, что ее экономично применять только при высоких парциальных давлениях сероводорода в обрабатываемом газе (до 2-4 кгс/см2 ).
К существенным недостаткам установки относятся потери очищенного газа при проведении регенерации абсорбента и низкая степень извлечения сероводорода при одноступенчатой абсорбции. Многоступенчатая абсорбция усложняет и удорожает установку и делает ее не рентабельной в условиях промысла.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является установка очистки малосернистого газа от сероводорода по патенту на полезную модель RU 94873, опубл. 10.06.2010.
Установка включает сепаратор, прямоточный насадочный абсорбер, емкость для свежего абсорбента и насос для подачи абсорбента.
В качестве абсорбента на установке используется углеводородный конденсат.
Абсорбция сероводорода проводится при температуре газа от 20 до 35°С и давлении 5.0-7.0 МПа.
Установка имеет ряд существенных недостатков, основными из которых являются следующие:
- отработанный абсорбент, содержащий сероводород, при регенерации вызывает загрязнение окружающей среды;
- вода и углеводородный конденсат, которые выносятся газовым потоком из скважины и которые отделяются от газа в сепараторе, насыщены газом и сероводородом, что усложняет их дальнейшую обработку и вызывает загрязнение атмосферы сернистыми соединениями;
- на узле стабилизации нельзя смешивать поток насыщенного сероводородом отработанного углеводородного конденсата (абсорбент) с потоком нестабильного углеводородного конденсата с установки НТС, который не содержит сероводорода, что приводит к необходимости создавать два технологических узла для обработки этих продуктов, в результате металлоемкость установки возрастает, а экономические показатели ее работы снижаются.
Целью заявляемой полезной модели, является устранение отмеченных недостатков прототипа за счет установки дополнительного технологического оборудования, работа которого исключает загрязнение окружающей среды сернистыми соединениями, упрощает технологию регенерации насыщенного сероводородом абсорбента и утилизацию поступающей из скважины воды и углеводородного конденсата.
Сущность заявляемой полезной модели выражаются в совокупности существенных признаков, которые позволяют решить ряд задач, возникающих при добыче малосернистых газов, основными из которых являются следующие:
- установка для очистки малосернистого газа от сероводорода используется только на промыслах, где для обработки газа применяется метод низкотемпературной сепарации, а очистка газа от сероводорода проводится углеводородным конденсатом;
- установка позволяет одновременно проводить очистку от сероводорода отработанного абсорбента, воды и углеводородного конденсата, которые выносятся скважиной.
Для решения поставленных задач в состав установки дополнительно входят смеситель, насос для подачи нейтрализатора сероводорода и емкость для нейтрализатора сероводорода.
Поставленные задачи решаются тем, что установка для очистки малосернистого газа от сероводорода углеводородным конденсатом в составе промысловой установки низкотемпературной сепарации газа (НТС), содержащая сепаратор, противоточный насадочный абсорбер, насос и емкость для свежего абсорбента, в соответствии с предложенной полезной моделью, дополнительно содержит смеситель, насос для подачи нейтрализатора сероводорода и емкость для нейтрализатора сероводорода, смеситель соединяется с трубопроводом вывода жидкости из сепаратора, трубопроводом вывода отработанного абсорбента из абсорбера и нагнетательным патрубком насоса для подачи нейтрализатора сероводорода в смеситель, а выходной патрубок смесителя соединяется трубопроводом с узлом стабилизации конденсата на установке НТС, при этом всасывающий патрубок насоса для подачи нейтрализатора сероводорода соединяется с нижним патрубком емкости для нейтрализатора, а выходной патрубок смесителя соединяется трубопроводом с узлом обработки жидкостей на установке НТС.
Технический результат от реализации заявляемой полезной модели определяется тем, что одновременная очистка от сероводорода отработанного абсорбента, воды и углеводородного конденсата, которые выносятся из скважины, позволяет упростить утилизацию этих жидкостей и исключить загрязнение атмосферы токсичными сернистыми соединениями.
На фигуре приводится принципиальная схема заявляемой установки очистки малосернистого газа от сероводорода.
Установка включает сепаратор 1, противоточный насадочный абсорбер (далее абсорбер) 2, насос 3, емкость для свежего абсорбента 4, смеситель 5, насос для перекачки нейтрализатора сероводорода 6 и емкость для нейтрализатора сероводорода 7.
Технологические аппараты соединяются трубопроводами следующим образом.
Газовая скважина трубопроводом соединяется со штуцером входа газа в сепаратор 1, а штуцер выхода газа из сепаратора 1 соединяется с нижней частью абсорбера 2, при этом штуцер выхода газа из абсорбера 2 соединяется с установкой НТС. Нижний штуцер емкости для свежего абсорбента 4 соединяется с всасывающим патрубком насоса 3, нагнетательный патрубок которого соединяется со штуцером поступления абсорбента в верхней части абсорбера 2. Штуцера вывода жидкости из сепаратора 1 и отработанного абсорбента из абсорбера 2 соединяются трубопроводами со смесителем 5, к которому подсоединяется и трубопровод от нагнетательного патрубка насоса 6, всасывающий патрубок которого подсоединяется к нижнему патрубку емкости 7, а выходной патрубок из смесителя 5 соединяется трубопроводом с узлом стабилизации конденсата (узлом обработки жидкостей) на установке НТС.
Установка работает следующим образом.
Газ, содержащий сероводород, из скважины поступает по трубопроводу в сепаратор 1, где от него отделяются жидкие и твердые примеси. Из сепаратора 1 газ поступает в нижнюю часть абсорбера 2, в верхнюю часть которого насосом 3 из емкости 4 подается свежий абсорбент (углеводородный конденсат). Очищенный от сероводорода газ из верхней части абсорбера 2 направляется на установку НТС для дальнейшей обработки, а отработанный абсорбент с нижней части абсорбера отводится по трубопроводу в смеситель 5, куда подается и жидкость из сепаратора 1. В смеситель 5 насосом 6 из емкости 7 подается нейтрализатор сероводорода, а образующийся в смесителе 5 продукт отводится по трубопроводу на узел стабилизации конденсата установки НТС. В смеситель 5 поступают вода и углеводородный конденсат из сепаратора 1, которые насыщены газом и сероводородом, а также насыщенный газом и сероводородом углеводородный конденсат из абсорбера 2.
Для удаления сероводорода из жидкости в смеситель 5 насосом 6 закачивается нейтрализатор сероводорода. Из смесителя 5 выводится смесь углеводородного конденсата и воды, не содержащих сероводород, что упрощает дальнейшую ее обработку на установке НТС и исключает загрязнение атмосферы токсичными сернистыми соединениями.
Пример реализации заявляемой полезной модели.
Газ из скважины с концентрацией сероводорода 1 г/м3 под давлением 10 МПа в количестве 10000 м3/ч поступает в сепаратор, где от газа отделяется вода и углеводородный конденсат в количестве 0,1 и 0,5 м 3/ч соответственно. С водой и углеводородным конденсатом из сепаратора удаляется 153 г/ч сероводорода. Оставшийся в газе сероводород извлекается в абсорбере, который орошается углеводородным конденсатом в количестве 10 м3/ч. Потоки жидкости из сепаратора и абсорбера поступают в смеситель, в который насосом подается 350 л/ч нейтрализатора сероводорода с концентрацией активного реагента 60 г/л. Жидкость, выходящая из смесителя, не содержит сероводород.
Установка для очистки малосернистого газа от сероводорода углеводородным конденсатом в составе промысловой установки низкотемпературной сепарации газа (НТС), содержащая сепаратор, противоточный насадочный абсорбер, насос и емкость для свежего абсорбента, отличающаяся тем, что дополнительно содержит смеситель, насос для подачи нейтрализатора сероводорода и емкость для нейтрализатора сероводорода, смеситель соединяется с трубопроводом вывода жидкости из сепаратора, трубопроводом вывода отработанного абсорбента из абсорбера и нагнетательным патрубком насоса для подачи нейтрализатора сероводорода в смеситель, а выходной патрубок смесителя соединяется трубопроводом с узлом стабилизации конденсата на установке НТС, при этом всасывающий патрубок насоса для подачи нейтрализатора сероводорода соединяется с нижним патрубком емкости для нейтрализатора, а выходной патрубок смесителя соединяется трубопроводом с узлом обработки жидкостей на установке НТС.
