Установка подготовки сернистых природного и попутного нефтяного газов низкого давления

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности и может быть использована на газоперерабатывающих заводах или на узлах промысловой подготовки нефти для подготовки (осушки) сернистого природного и попутного нефтяного газа (ПНГ) низкого давления, преимущественно 0,02-0,2 МПа (изб.), к использованию. Техническим результатом предлагаемой полезной модели установки является повышение степени очистки газа от сероводорода. В предлагаемой полезной модели установка блока аминовой очистки между первой и второй ступенью компрессора, соединенного с блоком производства серы, оснащенным линиями вывода с установки серы и отходящего газа, позволяет уменьшить количество сероводорода, извлекаемого на установке адсорбционной осушки и очистки газа, и, таким образом, достичь более глубокой очистки газа от сероводорода без необходимости значительного увеличения размеров адсорберов, загрузки адсорбента и количества газа регенерации. Дополнительно установка оснащена блоком очистки газа регенерации от меркаптанов, который соединен линией очищенного газа регенерации со второй ступенью компрессора, а также линией кислого газа с блоком производства серы. В качестве продувочного газа установки осушки и очистки газа и газового конденсата используется «сухой» по углеводородам газ, взятый после блока низкотемпературной конденсации, что позволяет повысить степень регенерации адсорбента при снижении требуемого расхода газа регенерации.

Полезная модель относится к устройствам подготовки углеводородных газов, обеспечивающим очистку газов от капельной жидкости, паров воды и кислых компонентов, включающих сероводород, диоксид углерода и меркаптаны, и может быть использована в нефтегазовой промышленности при подготовке к транспорту сернистых попутных газов низкого давления преимущественно 0,02-0,2 МПа (изб.).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенной полезной модели является установка переработки (подготовки) сероводородсодержащего газа [A.M. Чуракаев. Низкотемпературная ректификация нефтяного газа. - М.: Недра, 1989 г., с.5], которая включает входной сепаратор, трехступенчатый компрессор, оснащенный воздушными холодильниками, сепараторами и аккумулятором жидкости (емкостью приема конденсата), блок адсорбционной осушки и очистки от сероводорода газа и конденсата, соединенный с блоком аминовой очистки газа регенерации от сероводорода и углекислого газа, который оснащен печью сжигания кислого газа и соединен линией подачи очищенного газа регенерации с трехступенчатым компрессором, блок низкотемпературной конденсации оснащенный пропановым холодильником, турбодетандером, деметанизатором и деэтанизатором, и дожимной компрессор, а также линии подачи газа на установку, линии вывода подготовленного газа с установки и межблочные линии подачи газа.

Недостатком известного технического решения является невозможность применения известной установки для подготовки газов, содержащих значительное количество сероводорода и меркаптанов, по ряду причин:

- накопление меркаптанов на установке вследствие рециркуляции меркаптансодержащих газов регенерации адсорбента;

- накопление сероводород- и меркаптансодержащего углеводородного конденсата, выделившегося на первой ступени сжатия, из-за отсутствия отвода его на установку осушки и очистки газа и конденсата;

- невозможность сжигания кислого газа с получением серы товарного качества из-за поступления на установку аминовой очистки газа регенерации с повышенной концентрацией меркаптанов;

- низкая степень регенерации адсорбента вследствие необходимости одновременного удаления значительного количества сероводорода и меркаптанов;

- низкая эффективность регенерации загрязненного сероводородом и меркаптанами адсорбента, вследствие использования в качестве продувочного «влажного» по углеводородам газа, взятого до блока низкотемпературной конденсации, в котором содержится значительное количество C₃-C₅.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности подготовки газа, содержащего значительное количество сероводорода и меркаптанов, и снижение выбросов сероводорода в окружающую среду.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели установки является повышение степени очистки газа от сероводорода.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, которая включает 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 и, кроме того, межблочные линии подачи газа и конденсата, особенностью является то, что

блок аминовой очистки установлен между первой и второй ступенью компрессора и соединен с блоком производства серы, оснащенным линиями вывода с установки серы и отходящего газа,

а 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, а также линией подачи кислого газа на блок производства серы,

при этом 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.

В предлагаемой полезной модели установка блока аминовой очистки между первой и второй ступенью компрессора, соединенного с блоком производства серы, оснащенным линиями вывода с установки серы и отходящего газа, позволяет уменьшить количество сероводорода, извлекаемого на установке адсорбционной осушки и очистки газа, и, таким образом, достичь более глубокой очистки газа от сероводорода без необходимости значительного увеличения размеров адсорберов, загрузки адсорбента и количества газа регенерации.

Дополнительный эффект выражается в возможности сжигания кислого газа с получением серы товарного качества, а также уменьшения капитальных затрат на установку компрессоров для сжатия сырьевого газа с высоким содержанием сероводорода и меркаптанов.

Соединение блока адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата с блоком демеркаптанизации газа регенерации, например, абсорбционным или мембранным, который соединен со второй ступенью компрессора линией подачи очищенного газа регенерации, а также линией подачи кислого газа на блок производства серы, позволяет осуществлять глубокую очистку от сероводорода газа, содержащего значительное количество меркаптанов, и утилизировать сероводородсодержащий кислый газ с минимальными выбросами в окружающую среду.

Соединение линии подачи газа в дожимной компрессор с блоком адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата позволяет производить регенерацию адсорбента сухим отбензиненным газом, за счет чего повысить степень регенерации адсорбента и достижимую глубину очистки газа от сероводорода и меркаптанов.

Линия вывода углеводородного конденсата с первой ступени сжатия соединена с линией вывода конденсата с установки при подготовке попутного газа с относительно низким содержанием углеводородов C₅₊ или в летний период, когда углеводородный конденсат первой ступени сжатия либо не выпадает, либо выпадает в незначительном количестве, его целесообразно вывести с установки по линии вывода. При подготовке попутного газа с относительно высоким содержанием углеводородов C₅₊ или в зимний период, когда углеводородный конденсат первой ступени сжатия выпадает в более значительном количестве, целесообразно соединить линией подачи конденсата первую ступень компримирования и блок осушки и очистки газа и конденсата, что позволит полностью утилизировать сероводород- и меркаптансодержащий углеводородный конденсат..

Установка работает следующим образом. Природный газ (природный или попутный нефтяной газ) (I) очищают от капельной влаги и механических примесей на входном сепараторе 1, из которого с установки выводят водный конденсат (II) и углеводородный конденсат (III), а газ сепарации (IV) сжимают на первой ступени компрессора 2 с получением водного конденсата (II), углеводородного конденсата (III), выводимых с установки, и сжатого газа первой ступени (V), который подвергают очистке от сероводорода на блоке аминовой очистки 3 с получением очищенного газа (VI) и кислого газа (VII), из которого на блоке производства серы 4 получают серу (VIII) и отходящий газ (IX), выводимые с установки.

Очищенный газ (VI) сжимают на второй и третьей ступени компрессора 5 с получением водного конденсата (II), выводимого с установки, сжатого газа (X) и углеводородного конденсата (XI), которые очищают от паров воды, меркаптанов и остаточного сероводорода на блоке адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата 6, на который подают также часть сухого отбензиненного газа (XII) в качестве газа регенерации, и получают отработанный газ регенерации (XIII), который очищают на блоке 7 с получением кислого газа (XIV), который направляют на блок производства серы 4, и очищенного газа регенерации (XV), который сжимают на второй и третьей ступени компрессора 5, а также сухой обессеренный газ (XVI), сухой обессеренный конденсат (XVII), которые перерабатывают на блоке низкотемпературной конденсации и деэтанизации конденсата 8 с получением этановой фракции (XVIII), широкой фракции легких углеводородов (XIX), выводимых с установки, и товарного сухого отбензиненного газа (XX), часть которого (XII) возвращают на блок 8, а балансовую часть сжимают в дожимном компрессоре 9 до давления транспортировки и выводят с установки.

При необходимости углеводородный конденсат (III) с первой ступени компрессора 2 может подаваться на блок осушки и очистки газа и конденсата 6 по линии, показанной пунктиром.

Установка подготовки сернистых природного и попутного нефтяного газов низкого давления, 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 и, кроме того, межблочные линии подачи газа и конденсата, отличающаяся тем, что блок аминовой очистки установлен между первой и второй ступенью компрессора и соединен с блоком производства серы, оснащенным линиями вывода с установки серы и отходящего газа, а 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, а также линией подачи кислого газа на блок производства серы, при этом 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.