Способ переработки попутных нефтяных газов в жидкие продукты

Изобретение относится к способу превращения попутных нефтяных и других углеводородных газов некаталитической термической обработкой в жидкие продукты. Некаталитическую термическую обработку попутных нефтяных газов производят при температуре 890-970°С и времени реакции 2,0-5,0 с с последующим охлаждением продуктов реакции до 200-350°С впрыском воды, выделением жидких продуктов в абсорбционной колонне, орошаемой жидкими продуктами реакции, часть которых выводится в виде товарного продукта, причем вода для охлаждения реакционного потока генерируется из подтоварной воды, образующейся при добыче нефти, или из подсмольной воды, образующейся в абсорбционной колонне, путем нагрева ее вместе с воздухом с последующим охлаждением паровоздушной смеси. Задачей настоящего изобретения является разработка способа превращения попутных нефтяных газов в жидкие продукты с высоким выходом при низких энергозатратах и без потерь исходной нефти. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 5 пр.

 

Способ относится к превращению попутных нефтяных и других углеводородных газов некаталитической термической обработкой в жидкие продукты.

Попутные нефтяные газы образуются при подготовке нефти к транспортировке путем снижения ее давления до 0,2-0,6 МПа. При этом происходит выделение растворенных в ней углеводородных газов. Для транспортировки газов на значительные расстояния требуется их компримирование, что приводит к существенным энергетическим затратам. Поэтому целесообразно использовать попутные газы на месте их выделения.

Известен способ подготовки попутных газов для использования в поршневых двигателях внутреннего сгорания (патент РФ №2385897, 2010 г.). Способ заключается в частичном сжигании исходного газа при температуре 450-1100°С. Недостатком этого способа является потеря значительной части газа.

Известен способ получения жидких углеводородов каталитической переработкой углеводородных газов и установка для его осуществления (патент РФ №2198156, 2003 г.). Способ включает каталитическую конверсию исходных попутных газов в синтез-газ с применением воздуха, дожигание части продуктов, выделение диоксида углерода, восстановление последнего до оксида углерода и каталитическое превращение образовавшего синтез-газа в жидкие углеводороды. Недостатком предлагаемого способа является его сложность, многостадийность и энергоемкость, что требует создания отдельного производства.

Известен способ получения жидких продуктов из газового сырья в неравновесном электрическом разряде (патент РФ №2417250, 2011 г.). Недостатком является низкая конверсия газов в жидкие продукты. Из примера 1 в патенте видно, что из 1200 л метана в час (19,2 кг /ч) было получено 29,5 г/ч жидких продуктов, т.е. конверсия метана составила ~0,05%. Из примера 2 в патенте при использовании пропан-бутановой с расходом 1500 л/ч (~81 кг/ч) было получено 36,5 г жидких продуктов, что соответствует конверсии сырья ~0,05%. Недостатком этого способа является низкая конверсия исходного сырья.

Наиболее близким к предлагаемому способу переработки попутных нефтяных газов в жидкие продукты является способ переработки попутных газов в жидкие продукты (патент РФ №2330058, 2006 г.). Способ заключается в растворении газов С24 в нефти с помощью струйного компрессора, сжигании метана с достижением температуры 1000-1500°С, охлаждении этого потока впрыском нефти с растворенными в ней газами, в результате чего получается гудрон, а непрореагировавшие газы возвращаются в рецикл.

Этот способ обладает рядом недостатков:

- для работы струйного компрессора необходимы дополнительные затраты электроэнергии,

- в процессе сжигания метана при указанных температурах часть нефти также будет сгорать,

- поскольку для сжигания метана подается воздух, то в систему постоянно поступает азот и образующиеся окислы углерода, которые должны выводиться из системы, что не предусмотрено. Кроме того, в патенте РФ №2330058 не приводится примеров, которые подтверждали бы работоспособность предложенной установки.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа переработки попутных нефтяных газов в жидкие продукты с высоким выходом при низких энергозатратах и без потерь исходной нефти.

Поставленная задача решается предлагаемым способом переработки попутных нефтяных газов в жидкие продукты путем некаталитической термической обработки. Согласно изобретению термическая обработка производится при температуре 890-970°С и времени реакции 2,0-5,0 с с последующим охлаждением продуктов реакции до 200-350°С впрыском воды, выделением жидких продуктов в абсорбционной колонне, орошаемой жидкими продуктами реакции, часть которых выводится в виде товарного продукта, причем вода для охлаждения реакционного потока генерируется из подтоварной воды, образующейся при добыче нефти, или из подсмольной воды, образующейся в абсорбционной колонне, путем нагрева ее вместе с воздухом с последующим охлаждением паровоздушной смеси.

На фигуре представлена схема получения жидких продуктов из попутных нефтяных газов путем их термической обработки, на которой изображены позиции следующих аппаратов и потоки, проходящие через них:

1 - нагревательно-реакционная печь,

2 - абсорбционная колонна,

3, 5, 7 - сепараторы,

4, 9 - насосы,

6, 8 - холодильники,

I - попутный газ

II - вода на охлаждение реакционного потока

III - товарные жидкие продукты

IV - неиспаренная вода

V - топливный газ для печи

VI - отработанный воздух

VII - исходный воздух

VIII - подсмольная вода.

Попутные газы (I) поступают в нагревательно-реакционную печь (1), где происходит их нагрев до температуры 890-970°С. Время пребывания потока в реакционной части печи составляет 2,0-5,0 с. Выходящий из печи поток охлаждается впрыском воды (II) до температуры 200-350°С. Охлажденный поток поступает в абсорбционную колонну (2), орошаемую жидкими продуктами превращения попутных газов. Жидкость для орошения отбирается из сепаратора (3) и подается насосом (9) через холодильник (8). Избыток орошения выводится в качестве товарного продукта (III). Выходящий сверху абсорбционной колонны (2) газ (V) используется в качестве топлива в нагревательно-реакционной печи (1). Подсмольная вода из сепаратора (3) насосом (4) подается в отдельную секцию печи (1). Туда же подается воздух (VII). В этой секции происходит частичное испарение воды. Нагретый поток поступает сначала в сепаратор (5), где отделяется неиспаренная вода, затем в сепаратор (7), где отделяется воздух (VI) от конденсата, который служит для охлаждения реакционного потока.

Для запуска абсорбционной колонны используется нефть, из которой выделяются попутные газы. По мере работы она замещается жидкими продуктами переработки попутных газов.

Суть изобретения иллюстрируется примерами, приведенными в таблице и полученными на лабораторной установке. Продукты реакции охлаждали и разделяли на газовую и жидкую фазы.

Из таблицы следует, что оптимальными условиями является температура 890-970°С при времени реакции 2,0-5,0 с. С увеличением содержания в исходном газе углеводородов С4+ выход жидких продуктов возрастает.

1. Способ переработки попутных нефтяных газов в жидкие продукты путем некаталитической термической обработки, отличающийся тем, что обработку попутных нефтяных газов проводят при температуре 890-970°С с последующим охлаждением продуктов реакции до 200-350°С впрыском воды и выделением жидких продуктов в абсорбционной колонне, орошаемой жидкими продуктами реакции, часть которых выводится в качестве товарного продукта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вода для охлаждения продуктов реакции генерируется из подтоварной воды, образующейся при добыче нефти, или из подсмольной воды, образующейся в абсорбционной колонне, путем нагрева ее вместе с воздухом с последующим охлаждением паровоздушной смеси.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что время реакции при термической обработке попутных газов составляет 2,0-5,0 с.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что абсорбционная колонна орошается смесью нефти и жидких продуктов превращения попутных газов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к окислительному пиролизу углеводородного сырья, в частности бензиновых фракций, керосинов, газойлей, этана, пропана, бутана, а также к быстрому коксованию, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Изобретение раскрывает установку подготовки попутного нефтяного газа, включающую нагреватель и конвертор, оснащенный линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, при этом установка оборудована конвертором селективного метанирования попутного нефтяного газа с линией ввода парогазовой смеси и оснащена блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией подачи попутного нефтяного газа и оснащенным линиями вывода солевого концентрата, ввода воды и подачи дегазированного водного конденсата из дефлегматора, который установлен на линии ввода парогазовой смеси.

Изобретение относится к устройству для осуществления термодеструктивных процессов переработки тяжелых нефтяных остатков, которое может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой отраслях промышленности.

Изобретение относится к термическому пиролизу углеводородного сырья и может быть использовано в нефтехимической промышленности. Изобретение касается способа пиролиза углеводородного сырья, включающего генерацию высокотемпературного потока теплоносителя путем сжигания в камере сгорания стехиометрической топливокислородной смеси, разбавленной перегретым водяным паром, смешение потока теплоносителя и углеводородного сырья в смесителе, пиролиз сырья в реакторе и последующую закалку продуктов реакции.

Изобретение относится к области добычи, сбора и транспорта продукции нефтяных скважин на месторождениях и может быть использовано при подготовке нефти и утилизации попутных нефтяных газов, выделяемых из продукции скважин на промысловых объектах подготовки нефти, в частности на дожимных насосных станциях (ДНС).

Изобретение относится к способу переработки углеводородного сырья, в том числе в виде тяжелых нефтяных остатков, содержащих фракции, кипящие при температуре выше 350°С, включающему генерацию высокотемпературного теплоносителя путем сжигания горючего в кислороде, предварительный нагрев углеводородного сырья выше точки плавления, но ниже температуры коксо- или смолообразования, и одновременную подачу высокотемпературного теплоносителя и предварительно нагретого углеводородного сырья в зону реакции пиролизной камеры, нагрев углеводородного сырья со скоростью, равной (4-5)·10 5 град/с до температур 700-2500°С, с последующей закалкой продуктов реакции, и характеризующемуся тем, что высокотемпературный теплоноситель содержит водород в интервале концентраций от 30-35% объемных, а после достижения в зоне реакции температуры 700-2500°С в реакционный поток в две стадии вводят закалочные компоненты и охлаждают реакционную смесь со скоростью охлаждения 1·10 5-5·105 град/с до уровня температуры 600-1300°С на первой стадии и со скоростью охлаждения 2·10 4-4·104 град/с до температуры 300-1000°С на второй стадии для прекращения вторичных процессов.

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам проведения пиролиза углеводородов в трубчатых печах. .

Изобретение относится к осуществлению газофазных эндотермических реакций и может быть использовано в химической промышленности, в частности, при пиролизе углеводородов.

Изобретение относится к термическому некаталитическому пиролизу углеводородного, в частности, нефтяного сырья и предназначено для деструктивного высокотемпературного превращения тяжелых углеводородов (сырой нефти, мазута, тяжелых нефтяных остатков, гудрона и др.) и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к термическому пиролизу углеводородного, в частности нефтяного, сырья и предназначено для деструктивного превращения при высоких температурах тяжелых углеводородов, преимущественно сырой нефти, газойлей, мазута.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к способам получения этилена пиролизом углеводородного сырья. Изобретение касается способа совместного пиролиза этанового сырья и сжиженных углеводородов в присутствии водяного пара при массовом соотношении сырье : водяной пар, равном 0,3-0,4, при температуре 800-850ºС.
Наверх