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. 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. Меркаптансодержащий газ регенерации разделяют на циркулирующую часть, которая подается на смешение с газом первой ступени компримирования, и балансовую часть, которая выводится с установки, что позволяет уменьшить накопление меркаптанов в системе, и снизить выбросы в окружающую среду.
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 [А.М. 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 в окружающую среду сероводорода.
Техническим результатом полезной модели установки является повышение степени очистки газа от сероводорода.
Заявленный технический результат достигается тем, что в известной установке, которая включает входной сепаратор, трехступенчатый компрессор, блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, блок аминовой очистки, блок низкотемпературной конденсации и деэтанизации конденсата, и дожимной компрессор, 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,
блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата оснащен линией вывода с установки газа регенерации, которая соединена линией возврата циркулирующей части газа регенерации с выходом газа с первой ступени компрессора,
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.
Оснащение блока адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата линией вывода с установки меркаптансодержащего газа регенерации, которая соединена линией возврата циркулирующей части газа регенерации с выходом газа с первой ступени компрессора, позволяет снизить накопление меркаптанов в системе, таким образом, повысить степень регенерации адсорбента и степень извлечения сероводорода из газа на установке адсорбционной очистки и осушки, при этом снизить количество выбросов 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 смешивают с циркулирующей частью газа регенерации (XXI), 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 сухой обессеренный газ (XIII), сухой обессеренный конденсат (XIV), которые перерабатывают на блоке низкотемпературной конденсации и деэтанизации конденсата 7 с получением этановой фракции (XV), широкой фракции легких углеводородов (XVI) и товарного сухого отбензиненного газа (XVII), часть которого (XII) возвращают на блок 6, а балансовую часть сжимают в дожимном компрессоре 8 до давления транспортировки и выводят с установки (XVIII). Отработанный газ регенерации (XIX) разделяют на циркулирующую часть (XXI), которую подают на смешение с сжатым газом первой ступени (V) и балансовую часть (X), которую 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 попутных газов низкого давления, содержащая входной сепаратор, трехступенчатый компрессор, блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, блок аминовой очистки, блок низкотемпературной конденсации и деэтанизации конденсата, и дожимной компрессор, 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,
блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата оснащен линией вывода с установки газа регенерации, которая соединена трубопроводом подачи части сероводород- и меркаптансодержащего газа регенерации с линией подачи газа в установку аминовой очистки;
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.
