способ стабилизации и очистки нефти от сероводорода и меркаптанов

Формула изобретения

Способ стабилизации и очистки нефти от сероводорода и легких меркаптанов, заключающийся в нагреве нефти с последующей отдувкой легким углеводородным газом в колонне с насадкой АВР, отличающийся тем, что нефть делят на два потока, один поток от 70 до 90% по объему нагревают до 110-180°С и подают в среднюю часть колонны, второй ненагретый поток с температурой 40-60°С от 10 до 30% по объему подают в верхнюю часть колонны, в низ колонны подают малосернистый легкий углеводородный газ первой ступени сепарации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам подготовки нефти, а именно способам стабилизации и очистки нефти от сероводорода и меркаптанов физическими методами и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности непосредственно на промысле в составе комплексной установки подготовки нефти при подготовке сероводородсодержащих нефтей и газоконденсатов с высоким содержанием сероводорода, этил и метилмеркаптанов.

Известна установка очистки нефти (варианты) ПМ № 56207 RU с колонной отдувки газом, установленной на входе. Основное количество (до 80-95%) сероводорода в этой установке удаляется в колонне отдувки, а доочистка нефти до норм ГОСТ Р 51838 по сероводороду и меркаптанам производится в реакторах окисления [1]. Недостатками данного способа являются потери химических реагентов с нефтью, необходимость регенерации реагента, строительство очистных сооружений.

Известна схема комплексной подготовки нефти, включающая узел стабилизации нефти, который (Я.Г.Соркин. Особенности переработки сернистых нефтей и охрана окружающей среды, М., Химия 1975, стр.113-115) состоит из ректификационной колонны, печи нагрева, конденсатора углеводородов и блока рекуперационных теплообменников, в которых осуществляется выделение из нефти легких углеводородов С₂-С₅ (ШФЛУ) - это классическая схема. Процесс осуществляется при температуре t=200÷240°С, давлении Р=5÷8 атм. При этом снижается давление насыщенных паров нефти (ДНП), удаляются сероводород H₂S и легкие меркаптаны. Недостатком данного способа является появление в товарной нефти вторичного сероводорода и меркаптанов в результате термического разложения более тяжелых сероорганических соединений в пристенном слое трубчатых печей, что не позволяет достигнуть нормативных требований по содержанию сероводорода и меркаптанов [2].

Последний способ взят за прототип.

Предметом изобретения является способ одновременной стабилизации и очистки нефти от сероводорода и меркаптанов отдувкой малосернистым газом (например газом первой ступени сепарации нефти) в комбинированной колонне 3, в которой в нижней части - зоне десорбции - происходит отдувка сероводорода и меркаптанов малосернистым газом, а в верхней части -укрепляющей зоне - фракционирующая абсорбция углеводородов С₅+ холодной (40-60°С) нефтью. И в верхней, и в нижней частях комбинированной колонны контакт жидкости и газа производят на специальной насадке, обеспечивающей работу колонны в условиях больших нагрузок по жидкости (до 250 м³ /м²час) и малых нагрузок по газу (до 0,5 ).

Входящую в колонну сероводородосодержащую нефть после концевой ступени сепарации (поток I) делят объемным способом на два потока (II и III). Часть нефти, поток II (от 70 до 90% по объему) нагревают в две ступени сначала в рекуперационном теплообменнике 1, а затем до 110-180°С в печи 2, и затем подают в середину комбинированной колонны 3, где она самотеком попадает в нижнюю часть - зону десорбции 5, в которой происходит процесс отдувки сероводорода и меркаптанов малосернистым газом, взятым с первой ступени сепарации нефти, подаваемым противотоком в нижнюю часть колонны (поток IV).

Поток III нефти (от 10 до 30%) подают неподогретым (40-50°С) в верхнюю часть колонны 4, где насыщенный легкими углеводородами и сероводородом горячий газ входит в противоточный контакт с холодной нефтью, и происходит абсорбция выделившихся в нижней части колонны углеводородов С₅+, а сероводород и легкие углеводороды выводят из верхней части колонны и подают на комплексную установку подготовки газа (поток VI). Товарная нефть с нормативными показателями по сероводороду и меркаптанам отводится потоком V через рекуперативный теплообменник 1.

Преимуществами предложенного способа являются:

1. Отсутствие образования вторичного сероводорода.

2. Снижение затрат тепла, так как во-первых, не всю нефть подогревают, во-вторых, предварительный подогрев осуществляют отходящим потоком подготовленной нефти, и, в-третьих, нефть нагревают до температуры 110-180°С, а не до 200-240°С (по прототипу [2]), для этого используют печь, меньшую по объему и мощности. В случае отсутствия меркаптанов температура нагретого потока может быть еще меньше - 50-100°С.

3. Использование малосернистого газа, взятого с первой ступени сепарации и содержащего до 3% сероводорода в качестве газа отдувки, при этом отпадает необходимость его очистки. Проведенные промышленные испытания показали, что нефть после такой обработки соответствует ГОСТ 51858 по сероводороду, меркаптанам и ДНП. Таким образом, нет проблем с регенерацией или утилизацией отработанного химического реагента и связанных с этим затрат.

Действующие в настоящее время нормативы подготовки нефти по содержанию сероводорода и легких меркаптанов могут быть достигнуты предложенным способом для нефти 1 вида качества (H₂S - до 20 ppm, меркаптаны - до 40 ppm) - с использованием газа отдувки, содержащего сероводород, не более 1%, а для нефти 2 вида качества(H₂ S - до 100 ppm, меркаптаны - до 100 ppm) - с использованием газа отдувки, содержащего сероводород, не более 3%.

В таблицах 1 и 2 приведены результаты промышленных испытаний, в которых был реализован заявляемый на изобретение способ на специально предназначенной для этого установке в колонне с насадкой АВР, из которых видно, что нефть, изначально содержавшая 300 ppm сероводорода, очищается до 2 вида качества уже при 50-70°С, а нефть, изначально содержавшая 500 ppm сероводорода и 600 ppm меркаптанов - при 160°С газом, содержащим H₂S не более 1%.

Понятно, что режимы могут варьироваться в зависимости от состава газов отдувки и обрабатываемой нефти.

Способ стабилизации и очистки нефти от сероводорода и легких меркаптанов, который заключается в нагреве нефти с последующей отдувкой легким углеводородным газом в комбинированной колонне, состоящей из двух частей - нижней с насадкой АВР, в которой происходит десорбция сероводорода и меркаптанов, и верхней, также с насадкой АВР, в которой происходит адсорбция фракции С₅+, нефть предварительно делят на два потока, один поток нагревают и подают в среднюю часть колонны, второй ненагретый поток подают в верхнюю часть колонны, в низ колонны подают малосернистый легкий углеводородный газ первой ступени сепарации, является новым, опробованным на опытно-промышленной установке, и, следовательно, промышленно применимым.