Система дополнительной осушки и очистки попутного нефтяного газа с содержанием сероводорода для дальнейшего его использования в качестве топлива в газогенераторных установках

Полезная модель относится к газовой и нефтяной промышленности. Технический результат заключается в повышении эффективности осушки и очистки ПНГ. Система содержит последовательно соединенные емкость для отсепарированного попутного-нефтяного газа, конденсатосборник, блочную компрессорную станцию, газосепаратор-ресивер, по меньшей мере, два последовательно расположенных фильтра для очистки газа от механических примесей, причем газосепаратор-ресивер и фильтры соединены с подземной дренажной емкостью. 10 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к газовой и нефтяной промышленности, в частности, к системам для дополнительной осушки и очистки попутного нефтяного газа (ПНГ) от сернистых соединений и влаги для дальнейшего его использования в качестве топлива.

Известен комплекс адсорбционной осушки, очистки и низкотемпературного разделения нефтяного газа (патент РФ 2498174, МПК F25J 3/00, B01D 53/02, опубл. 10.11.2013), содержащий последовательно включенные в технологическую схему блок адсорбционной осушки и очистки газа, снабженный адсорберами с цеолитом, блок низкотемпературной конденсации, снабженный устройством охлаждения газа, дополнительно содержащий холодильный блок, соединенный трубопроводом подачи и трубопроводом отвода хладагента с устройством охлаждения очищенного газа блока низкотемпературной конденсации, блок нагрева и охлаждения высокотемпературного теплоносителя, соединенный трубопроводами с блоком адсорбционной осушки и очистки газа; при этом адсорберы блока адсорбционной осушки и очистки газа скомпонованы, по меньшей мере, двумя модулями - первым и вторым, каждый из которых содержит, по меньшей мере, два адсорбера, параллельно соединенных друг с другом трубопроводами подачи газа и отвода очищенного газа, и последовательно соединенных друг с другом трубопроводами подачи газа регенерации и отвода насыщенного газа регенерации, при этом упомянутые модули параллельно соединены друг с другом трубопроводами подачи газа и отвода очищенного газа, также параллельно соединены друг с другом трубопроводами подачи газа регенерации и отвода насыщенного газа регенерации, также параллельно соединены друг с другом трубопроводами подачи и отвода высокотемпературного теплоносителя.

Известно устройство для очистки и осушки природного и попутного нефтяного газов с высоким содержанием сероводорода (патент РФ 2197318, МПК B01D 53/52, опубл. 27.01.2003), содержащее абсорбер для промывки и очистки исходного газа раствором диоксида серы, печь для сжигания серы и сернистых газов и получения диоксида серы, колонну для смешения диоксида серы с растворителем, дополнительно оснащенное сепаратором для отделения элементарной серы от растворителя, по меньшей мере, тремя адсорберами с молекулярными ситами, рибойлером и рекуперативным теплообменником для глубокой очистки и осушки газа и регенерации адсорбента, при этом колонна для смешения диоксида серы с растворителем выполнена в виде скруббера с многослойными каталитическими насадками, орошаемыми водой, при этом абсорбер для промывки исходного газа также оснащен каталитическими насадками для интенсификации процесса хемсорбции.

Известен блок очистки и осушки природного и попутного нефтяного газов от сероводорода (патент РФ 2176266, МПК C10L 3/10, опубл. 27.11.2001), ближайший по технической сущности к заявляемому устройству и принятый за прототип, содержащий фильтр для очистки газа от механических включений и жидкости, установленный перед входом газа в абсорбер, в котором производят предварительную очистку исходного газа от сероводорода, бак для отвода водяной суспензии серы из абсорбера, после которого по ходу газа установлены три адсорбера с адсорбентами - молекулярными ситами. Блок очистки также оснащен рекуперативным теплообменником для утилизации тепла регенерационных газов, рибойлером для нагрева газа, подаваемого на регенерацию адсорбента, водяным холодильником для охлаждения газа перед его подачей в сепаратор и отделения конденсата воды и тяжелых углеводородов. Регенерационный газ после сепаратора направляют в топку котла на сжигание. Образовавшиеся дымовые газы дымососом подают в скруббер, насадки которого орошаются водой из бака с помощью насоса. Образовавшийся слабый раствор сернистой и серной кислоты сливают в бак и оттуда насосом подают на орошение насадки абсорбера. Водяная суспензия серы разделяется в центробежном сепараторе, воду возвращают в бак, а серу в отстойник.

Однако, в известных устройствах, происходит недостаточно полная очистка и осушка газа, что приводит к усилению агрессивного воздействия нежелательных примесей на узлы и детали системы.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности осушки и очистки ПНГ от сернистых соединений и влаги для дальнейшего его использования в качестве топлива на газогенераторных установках для выработки электроэнергии, а также сокращение энергозатрат.

Технический результат заключается в повышении эффективности осушки и очистки ПНГ.

Технический результат достигается тем, что система дополнительной осушки и очистки попутного нефтяного газа с содержанием сероводорода для дальнейшего его использования в качестве топлива в газогенераторных установках содержит последовательно соединенные емкость для отсепарированного попутного-нефтяного газа, конденсатосборник, блочную компрессорную станцию, газосепаратор-ресивер, по меньшей мере, два последовательно расположенных фильтра для очистки газа от механических примесей, причем газосепаратор-ресивер и фильтры соединены с подземной дренажной емкостью.

Система содержит, но меньшей мере, две блочно-комплектные электростанции, выполненные на базе микротурбин.

Блочная компрессорная станция выполнена с возможностью повышения давления газа и его охлаждения и постоянной подачи газа с давлением не ниже 0,52 MПa для устойчивой работы микротурбин.

Подземная дренажная емкость оснащена полупогружным насосом.

Газосепаратор-ресивер имеет объем V=16 м³, подземная дренажная емкость - объем V=12,5 м³.

В качестве конденсатосборника используют подземную емкость объемом V=12,5 м³, установленную в наиболее низкой части трассы подводящего газопровода.

Конденсатосборник оснащен полупогружным электронасосным агрегатом для откачивания жидкости в автоцистерны для вывоза на установку по переработке нефтесодержащего сырья.

Перед входом в блочно-комплектные электростанции установлен узел учета газа.

Для надземных участков газопровода применяют трубы из нержавеющей стали.

Дополнительно установлена система кабельного электрообогрева с последующей теплоизоляцией:

- газопровода после газосепаратора-ресивера и всех элементов, смонтированных на нем (арматуры, фильтров, датчика расхода газа),

- нижней части газосепаратора-ресивера,

- конденсатоотводящих устройств и трубопроводов, размещаемых надземно вне помещений,

- регулирующего клапана на газовой линии.

Перед факельной системой и перед микротурбинами установлены патрубки с кранами для отбора проб газа на анализ его свойств.

Заявляемая система поясняется на фиг. 1, на которой показана принципиальная технологическая схема.

Система состоит из следующих элементов:

1 - подземная дренажная емкость, 2 - конденсатосборник, в качестве которого используется емкость подземная, 3 - газосепаратор-ресивер, 4 - две блочно-комплектные электростанции на базе микротурбин, 5 - блочная компрессорная станция, 6, 7 - последовательно расположенные фильтры, 8 - узел учета.

Система работает следующим образом.

Для осуществления утилизации ПНГ предусматривается подача газа на две блочно-комплектные электростанции (БКЭС-600) на базе микротурбин («Capstone» С-200) (4). Для этого отсепарированный ПНГ из емкости E-3 под давлением 0,05 МПа поступает в блочную компрессорную станцию ДКС (дожимная компрессорная станция) (5). ДКС предназначена для повышения давления газа, его охлаждения и постоянной подачи с давлением не ниже 0,52 МПа, необходимым для устойчивой работы микротурбин.

Перед блочной компрессорной станцией в качестве конденсатосборника используется емкость подземная объемом V=12,5 м (2), которая устанавливается в наиболее низкой части трассы подводящего газопровода. Емкость предназначена для:

- сбора капельной жидкости при осушке топливного газа перед блочной компрессорной станцией.

- сбора капельной жидкости из газосепаратора-ресивера с автоматическим сливом жидкости, фильтров очистки газа, а также для сброса газа с предохранительных клапанов.

Конденсатосборник (2) оснащен полупогружным электронасосным агрегатом. Жидкость с конденсатосборника (2) насосом откачивается в автоцистерны и вывозится на установку по переработке нефтесодержащего сырья.

Сжатый в ДКС газ подается в газосепаратор-ресивер (3) объемом V=16 м³. Газосепаратор-ресивер обеспечивает дополнительную осушку газа после его компримирования и охлаждения. Для очистки газа от механических примесей после газосепаратора-ресивера предусмотрена установка двух последовательно расположенных фильтров очистки газа (6, 7).

Сбор конденсата с газосепаратора-ресивера (3), фильтров (6, 7), а также сброс газа с СППК (сбросного пружинного предохранительного клапана) производится в подземную дренажную емкость объемом V=12,5 м³ (1), оснащенную полупогружным насосом. Жидкость с дренажной емкости насосом откачивается в автоцистерны и вывозится на установку по переработке нефтесодержащего сырья. Выделившийся газ из дренажной емкости направляется в факельную систему (ГЗНУ-1331).

Для сохранения температуры газа предусматривается теплоизоляция надземных участков трубопроводов. Для противодействия коррозии и появлению коррозийных твердых частиц на газопроводе применяются трубы из нержавеющей стали.

Для предотвращения возможности образования ледяных кристаллов и конденсации тяжелых углеводородов предусматривается система кабельного электрообогрева с последующей теплоизоляцией:

- газопровода после газосепаратора ресивера и всех элементов, смонтированных на нем (арматуры, фильтров, датчика расхода газа),

- нижней части газосепаратора-ресивера,

- конденсатоотводящих устройств и трубопроводов, размещаемых надземно вне помещений,

- клапана регулирующего на газовой линии.

Подготовленный газ через узел учета (8) поступает на прием БКЭС-600 (4).

Для анализа состава газа в контрольных точках (КТ-1, КТ-2) перед факельной системой (в точке врезки газопровода в факельную линию) и перед микротурбинами предусмотрены патрубки (с кранами) для отбора проб газа на анализ его свойств.

Заявляемая система позволяет проводить всестороннюю и многоступенчатую очистку газа, что позволяет максимально повысить эффективность его очистки и подготовки перед сжиганием конечного продукта в факельной установке. Все продукты выделения (конденсат и т.п.), получаемые на промежуточных этапах очистки, вывозятся и утилизируются, т.е. достигается безотходность и, как следствие, высокая экологичность.

1. Система дополнительной осушки и очистки попутного нефтяного газа с содержанием сероводорода для дальнейшего его использования в качестве топлива в газогенераторных установках, содержащая последовательно соединенные емкость для отсепарированного попутного нефтяного газа, конденсатосборник, блочную компрессорную станцию, газосепаратор-ресивер, по меньшей мере, два последовательно расположенных фильтра для очистки газа от механических примесей, причем газосепаратор-ресивер и фильтры соединены с подземной дренажной емкостью.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, две блочно-комплектные электростанции, выполненные на базе микротурбин.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блочная компрессорная станция выполнена с возможностью повышения давления газа, его охлаждения и постоянной подачи с давлением не ниже 0,52 МПа для устойчивой работы микротурбин.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подземная дренажная емкость оснащена полупогружным насосом.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что газосепаратор-ресивер имеет объем V=16 м³, подземная дренажная емкость - объем V=12,5 м³.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве конденсатосборника используют подземную емкость объемом V=12,5 м³, установленную в наиболее низкой части трассы подводящего газопровода.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что конденсатосборник оснащен полупогружным электронасосным агрегатом для откачивания жидкости в автоцистерны для вывоза на установку по переработке нефтесодержащего сырья.

8. Система по п. 2, отличающаяся тем, что перед входом в блочно-комплектные электростанции установлен узел учета газа.

9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что для надземных участков газопровода применяют трубы из нержавеющей стали.

10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно установлена система кабельного электрообогрева с последующей теплоизоляцией:

- газопровода после газосепаратора-ресивера и всех элементов, смонтированных на нем (арматуры, фильтров, датчика расхода газа),

- нижней части газосепаратора-ресивера,

- конденсатоотводящих устройств и трубопроводов, размещаемых надземно вне помещений,

- регулирующего клапана на газовой линии.

11. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что перед факельной системой и перед микротурбинами установлены патрубки с кранами для отбора проб газа на анализ его свойств.