способ улавливания углеводородных паров при хранении нефтепродуктов в сырьевых и товарных резервуарах

Формула изобретения

Способ улавливания углеводородных паров при хранении нефтепродуктов в сырьевых и товарных резервуарах, включающий отбор, компримирование углеводородных паров из сырьевых и товарных резервуаров и подачу их в газосборную линию, отличающийся тем, что перед компримированием углеводородные пары из сырьевых резервуаров подают в товарные.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к способам улавливания легких фракций нефти, и может быть использовано при улавливании резервуарного газа в условиях меняющихся характеристик сырья (газонефтяной эмульсии) и колеблющегося режима его поступления.

Известен способ улавливания легких фракций, включающий отбор и компримирование углеводородных паров из нефтяных резервуаров при повышении в них давления, подачу газа в резервуары при снижении в них давления (см.кн. Тронова В. П. "Промысловая подготовка нефти за рубежом", М. "Недра", 1983, с. 74-75).

Известен также способ улавливания углеводородных паров из резервуаров, содержащих разнородные по газосодержанию нефти сырую (с остаточным после сепарации газосодержанием) и товарную (стабилизированную после горячей ступени сепарации), предусматривающий отбор и компримирование легких фракций нефти отдельными для разных резервуаров (с разнородными нефтями) потоками (см. там же, с. 84-85).

Данный способ обеспечивает отбор и утилизацию паров из резервуаров и исключение потерь и выбросов углеводородов в атмосферу при неизменном поступлении сырья и стабильности его характеристик.

Недостатком способа является то, что при неравномерном режиме поступления сырья в сырьевые резервуары, в частности при увеличении его количества, а также при увеличении его газосодержания из-за колебания давления на ступенях сепарации или при снижении обводненности нефти, количество углеводородных паров, образующихся в сырьевом резервуаре и поступающих затем на компримирование, превышает производительность компримирующего оборудования, что приводит к росту давления в резервуаре свыше допустимого и сбросу части паров через дыхательный клапан в атмосферу. При этом, если количество паров из товарного резервуара минимально (что имеет место, когда уровень жидкости в товарном резервуаре не повышается), то компрессорные мощности для отбора паров из товарных резервуаров оказываются избыточными (недогруженными). Таким образом, при применении данного способа улавливания легких фракций нефти часть паров, образующихся в сырьевом резервуаре, сбрасывается в атмосферу, в то время как производительность компрессора для отбора паров из товарных резервуаров используется не полностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ улавливания углеводородных паров из резервуаров, включающий раздельный отбор паров (отдельными потоками) из сырьевых и товарных резервуаров, смешивание в отборном газопроводе, компримирование и подачу уловленных паров в газосборную линию (см. там же, с. 116-117).

Данный способ позволяет сократить потери и выбросы углеводородов за счет того, что он сглаживает неравномерности поступления углеводородных паров при увеличенном количестве паров из сырьевых резервуаров и минимальном количестве паров из товарных избыточная мощность компрессора расходуется на откачку и компримирование избыточного количества паров из сырьевых резервуаров.

Однако при увеличении уровня жидкости в товарных резервуарах (количество паров из товарных резервуаров максимально) и при увеличенном количестве паров из сырьевых резервуаров производительность компрессорного оборудования становится недостаточной для отбора и компримирования всех углеводородных паров, в результате чего избыточная часть паров сбрасывается через дыхательный клапан в атмосферу. Анализ работы систем подготовки нефти в ПО "Татнефть" показал, что ситуации, связанные с повышением расхода паров из сырьевых резервуаров и одновременно максимальный расходом паров из товарных резервуаров, наблюдаются в течении 2-6 часов практически ежесуточно.

Решаемая техническая задача состоит в том, что необходимо создать такой способ улавливания углеводородных паров из резервуаров, который бы при минимальном наборе оборудования, минимальных затратах на реконструкцию имеющихся в промышленности технологических схем, обеспечил бы эффективный, своевременный отбор углеводородных паров из сырьевых и товарных резервуаров, сокращая при этом потери и выбросы их в атмосферу, защищая окружающую среду от загрязнения и сохраняя ценное углеводородное сырье для нужд промышленности.

Целью предлагаемого способа является сокращение потерь и выбросов углеводородов в атмосферу в условиях меняющихся характеристик сырья и колеблющегося режима его поступления.

Поставленная цель достигается описываемым способом улавливания углеводородных паров из резервуаров, включающий отбор, компримирование паров из сырьевых и товарных резервуаров (содержащих соответственно сырую и стабильную нефти) и подачу паров в газосборную линию.

Новым является то, что в условиях меняющихся характеристик сырья и колеблющегося режима его поступления углеводородные пары перед компримированием подают из сырьевых резервуаров в товарные.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявленная совокупность отличительных признаков. Следовательно, предлагаемый способ отвечает критерию "существенные отличия".

На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа улавливания углеводородных паров из резервуаров.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Сырая нефть по трубопроводу 1 поступает на ступень сепарации 2, откуда выделившийся из нефти газ поступает в газосборную линию 3, а нефть по трубопроводу 4 в сырьевой резервуар 5 для предварительного сброса воды. Из резервуара 5 нефть поступает на установку подгонки нефти 6, где подвергается обессоливанию, обезвоживанию и стабилизации (отбензиниванию). Подготовленная нефть с низким содержанием легких фракций далее поступает в товарный резервуар 7. Углеводородные пары из сырьевого резервуара 5 по газопроводу 8 частично направляют на компрессор 9, а часть паров отводят из газопровода 8 по газопроводу 10 путем прикрытия клапана 11 и направляют в товарный резервуар 7, где пары, контактируя с товарной нефтью, обедненной легкими компонентами, отдают ей компоненты, недостающие нефти. Далее смесь паров, не перешедших в жидкую фазу, и паров, образующихся в товарном резервуаре из нефти, по газопроводу 12 поступает в газопровод 8 и на компрессор 9, затем компримируется и выводится в газосборную линию 3. Таким образом, в результате того, что часть паров из сырьевого резервуара 5 переходит в жидкую фазу в товарном резервуаре 7, на компрессор 9 поступает меньшее количество паров, а, следовательно, все легкие фракции нефти, выделившиеся в резервуарах 5 и 7, полностью утилизируются и не выбрасываются в атмосферу. При опорожнении резервуара 5 для предотвращения образования в нем вакуума по газопроводу 13 подают газ из газосборной линии 3.

Исследованиями установлено, что часть компонентов углеводородных паров (газа) из сырьевых резервуаров способна поглощаться нефтью товарных резервуаров. Исследования были проведены для температур и соотношений газовой и жидкой фаз в резервуарах, характерных для промысловых условий (табл.1)

Как видно из таблицы 1, предельное количество углеводородов, перешедших из газа сырьевого резервуара в товарную нефть, достигает 45,0-74,5% вес. при температурах 25-35^oC, наиболее близких к промысловым условиям, при соотношении количества нефти и газа 1:1 (резервуар налит наполовину). Экспериментальные исследования показывают, что количество углеводородных паров, перешедших в нефть в единицу времени при этом достигает 0,5-1,2 м³/мин (28-73 м³/час) на один товарный резервуар РВС-5000, что составляет 15-45% от объема всех паров, образующихся в сырьевых резервуарах при производительности узла подготовки нефти 2700 т/сут.

Пример.

При установившемся режиме (характеристики сырья и его поступление не колеблются) в сырьевой резервуар 5 со ступени сепарации 2 поступает нефть с температурой 18^oC в количестве 60,0 т/час, из которой выделяется 90 м³/час углеводородных паров. Из товарного резервуара 7 откачка нефти потребителю не ведется, поэтому уровень в резервуаре 7 растет за счет накопления нефти, поступающей с установки 6 в количестве 58 м³/час с температурой 30^oC, при этом из товарного резервуара 7 выделяется также 58 м³/час углеводородных паров. Весь газ в количестве 148 м³/час отбирается и компримируется компрессором 9 производительностью 2,5 м³/мин (150 м³/час).

При неустановившемся режиме, когда газовый фактор нефти возрастает, например, в результате повышения давления на ступени сепарации 2, в сырьевой резервуар 5 поступает нефть с повышенным содержанием газа, что приводит к выделению из сырьевого резервуара газа в количестве 108 м³/час, т.е. на 18 м³/час больше, чем при установившемся режиме. Прикрывая клапан 11, газ, поступающий из сырьевого резервуара 5, отводят из газопровода 8 и направляют по газопроводу 10 в товарный резервуар 7, где осуществляется перераспределение углеводородов между газовой и жидкой фазами: наиболее тяжелые углеводородные компоненты в количестве 18 м³/час переходят из газа в нефть в результате чего на компрессор 9 поступает столько же газа, как при установившемся режиме, т.е. 148 м³/час.

Результаты, полученные при испытании известного и предлагаемого способов, приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 следует, что предлагаемый способ позволяет исключить выбросы углеводородных паров в атмосферу в количестве 16,0 м³ в час при колеблющемся режиме подготовки нефти, когда количество паров превышает производительность компрессора. При этом увеличение давления насыщенных паров нефти невелико с 304 до 311 мм рт. ст. или на 2,3%

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа улавливания углеводородных паров из резервуаров складывается за счет отсутствия потерь ценного углеводородного сырья и за счет предотвращения загрязнения атмосферы независимо от режима и неравномерностей работы резервуаров, от колебаний характеристик сырья при минимальных изменениях технологической схемы.