Способ получения фракций моторных топлив

 

Использование: нефтехимия. Cущность изобретения: нефтяной газ сжимают маслозаполненным винтовым компрессором. Продукт компремирования подвергают гидроциклонированию с получением газовой фазы и дополнительной масляной фазы. Полученные фазы разделяют в маслогазосепараторе на газ и масляную фазу. Последнюю подвергают дополнительному гидроциклонированию с получением целевого продукта. Газ охлаждают с выделением конденсата. 1 ил.

Изобретение относится к технологическим методам предотвращения потерь углеводородов на нефтегазодобывающем промысле.

Известны абсорбционный и компрессорный методы отбензинования нефтяных газов.

Абсорбционный способ получил наиболее широкое распространение в практике отбензинования газов. Сущность процесса абсорбции заключается в использовании способности жидких углеводородов растворять в себе отдельные группы компонентов газовых смесей. Наиболее прогрессивным является способ поглощения углеводородов непосредственно из движущегося в трубе потока нефтяного газа с помощью впрыскиваемого в мелкодисперсном состоянии абсорбента. В этом способе отпадает необходимость дорогостоящих колонных абсорбентов, имеющих большие объемы, т.е. рабочие процессы в них идут при малых скоростях взаимодействующих потоков газа и абсорбента. В качестве абсорбента обычно применяются керосиновые или масляные фракции нефти. После реагирования потоки газа и насыщенного абсорбента разделяются в сепараторе, отработанный абсорбент направляется на тепловую регенерацию или обновляется ненасыщенным, свежим потоком. При подогреве насыщенного абсорбента из него выделяются газ и пары поглощенных бензиновых и дизельных фракций, которые конденсируются охлаждением, а несконденсировавшиеся газы утилизируются сжиганием в подогревающей печи либо после сжатия направляются на вход установки [1] Недостаток неэффективный контакт абсорбента с газом, что является причиной значительного остаточного содержания тяжелых компонентов бензиновых и дизельных фракций в подготовленном газе.

Компрессорный метод отбензинования нефтяных газов основан на том явлении, что при сжатии газа парциальное давление бензиновых и более тяжелых углеводородов повышается и при достижении значения давления насыщенных паров данных углеводородов происходит их переход из паровой фазы в жидкую. Так как в нефтяном газе содержится смесь компонентов, то после того, как конденсируется первый, наиболее тяжелый компонент, переход следующих углеводородов будет облегчаться за счет дополнительного эффекта растворения в предыдущем, уже сконденсировавшемся. Компремирование проводится до 2 5 МПа, в несколько ступеней, с охлаждением скомпремированной смеси газа, разделением конденсата и газа после каждой ступени. Конденсат собирается в отдельную емкость, разгазируется, газ отводится на вход установки [1] Недостаток необходимость высоких давлений процесса; насыщение удаляемого конденсата большим количеством подготавливаемого газа, что требует его повторного компремирования. Кроме того, для сбора тяжелых газов горячей, концевой ступени сепарации нефти на промысловых пунктах сбора и подготовки нефти, газа и воды применяются вакуумные компрессорные установки на базе винтовых маслозаполненных компрессоров.

К входу такой установки может подключаться газоуравнительная система резервуарного парка, объединяющая парозаполненные пространства в резервуарах над поверхностью нефти, поступившей после концевой ступени сепарации. Газоуравнительная система в своем составе имеет емкость, в которой отделяются бензиновые и другие тяжелые компоненты, а газ поступает в приемный газопровод вакуумной компрессорной установки. Сжатый нефтяной газ подается в нефтесборный коллектор на входе первой ступени сепарации газонефтеводяной смеси, собранной с добывающих скважин промысла. В аппаратах первой ступени сепарации тяжелые компоненты из сжатого газа переходят в нефть, а легкие углеводороды вместе с выделившимся из нефти газом направляются в газопровод на газоперерабатывающий завод [2 4] Недостаток бензин и другие тяжелые компоненты после компремирования не отделяют, а вновь перемешивают с нефтью, и для последующего их выделения повторно производятся энергетические затраты.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является технология снижения молярной массы нефтяного газа, где газ после винтового маслозаполненного компрессора охлаждается и поступает в газопровод, на небольшом участке которого применяется трубная абсорбция. Впрыскивание в трубопровод в качестве абсорбента полностью разгазированной и обезвоженной, т.е. подготовленной, нефти, предварительно охлажденной до +10 +20^oC, с целью повышения эффекта абсорбции. После смешения в газопроводе нефть и газ разделяют в сепараторе и газонасыщенную нефть отводят на концевую ступень сепарации [5] Использование в вышеприведенных технологических схемах [1 5] маслозаполненных винтовых компрессоров создает проблему потери антифрикционных свойств масляной фазы этих машин. Этот эффект отмечается в [1] при сжатии газа происходит разжижение смазки мелкодисперсной нефтью и конденсирующимися при сжатии парами бензиновых и других тяжелых фракций из нефтяного газа, интенсивно перемешиваясь в рабочей полости на вращающихся винтах компрессора с впрыскиваемым для уплотнения зазора между поверхностями рабочих винтовых роторов маслом эти фракции абсорбируются в масляной фазе и резко снижают ее вязкость. Масляная фаза циркулирует в объединенной системе винтовых роторов и смазки подшипниковых узлов.

Цель повышение выхода бензиновых и дизельных фракций путем совмещения компрессионного и абсорбционного способов отбензинования нефтяного газа.

Поставленная цель достигается тем, что продукт компремирования предварительно подвергают гидроциклонированию с получением газовой фазы и дополнительной масляной фазы, а масляную фазу после маслогазосепаратора подвергают дополнительному гидроциклонированию с получением целевого продукта.

Схема, реализующая предлагаемый способ, приведена на чертеже. Она включает маслозаполненный компрессор 1, на прием которого поступает нефтяной газ, гидроциклон 2, встроенный в него маслогазосепаратор 3, в котором поток получает вращательное движение, маслофильтрующий барабан 4, выполненный из стекловолоконного материала, гидроциклон 5, сепараторы 6 и 7 для разделения продукта.

Способ реализуется следующим образом.

В приведенной технологической схеме, поясняющей работу предложенного способа получения моторных топлив, нефтяной газ поступает на прием маслозаполненного винтового компрессора 1. В рабочую газовую полость впрыскивается жидкость, охлажденная в аппарате воздушного охлаждения (АВО), и между поверхностями вращающихся винтовых роторов интенсивно перемешивается с сжимаемым нефтяным газом, при этом происходят одновременный переход бензиновых и дизельных фракций из паровой фазы в жидкую и абсорбция их в масляной фазе, т. е. процесс поточной абсорбции, но не в трубе, а непосредственно в рабочей полости винтового компрессора, при интенсивном механическом перемешивании вращающимися винтовыми роторами. После выхода из винтового компрессора весь объем масляной фазы в смеси с сжатым нефтяным газом и перешедшими в жидкую фазу бензиновыми и дизельными фракциями с температурой до +100^oC и давлением до 0,7 МПа поступает в гидроциклон 2, встроенный в маслогазосепаратор 3. В гидроциклоне 2 поток получает вращательное движение, и основная часть свободного газа, отделяясь от масляной фазы, через верх гидроциклона отводится во внутрь маслофильтрующего барабана 4. Масляная фаза из гидроциклона 2 стекает в полость маслогазосепаратора 3, в котором из этой жидкости выделяется остаточный свободный газ, и, проходя через стекловолоконный матерчатый фильтр на поверхность барабана 4, поступает в его полость. Мелкодисперсное масло, задерживаясь на стекловолоконном фильтре, стекает с него в низ маслогазосепаратора 3. Насыщенный поток, при температуре +80 +90^oC и давлении 0,7 МПа, подается на вход гидроциклона 5, в котором развивается большая угловая скорость вращения потока за счет перепада давления между входом Р=0,7 МПа и выходом Р=0,3 МПа, в центре закрученного потока возникает зона резкого снижения давления до 240 мм рт.ст. абсолютного давления. Совместное воздействие температуры +80 +90^oC пониженного давления, центробежных сил вызывает интенсивное выделение бензиновых и дизельных фракций в центральную зону гидроциклона 5, которые в паровой фазе с температурой +80 +90^oC и давлении Р=0,3 МПа отводятся через верх и поступают в теплообменник на охлаждение водой с температурой +10 +20^oC. После охлаждения от +80 +90^oC до +20^oC значительная часть бензиновых и дизельных фракций из паровой фазы переходит в жидкую, поступая в сепаратор 7, отделяется от газа и с давлением 0,3 МПа подается в накопительную емкость для разгазирования и стабилизации, а отделившийся газ возвращается на вход компрессорной установки. Сжатый газ из барабана 4 в маслогазосепараторе 3 подается в теплообменный аппарат водяного охлаждения, после которого компоненты бензиновых и других тяжелых углеводородов из паровой фазы переходят в жидкую, и, поступая в сепаратор 6, разделяются. Отбензиненный газ направляется в газопровод на ГПЗ, жидкие фракции бензиновых и дизельных компонентов из сепаратора 6,7 собираются в накопительную емкость, стабилизируются в ней путем отвода в вакуумную линию на приеме компрессора выделяющегося газа и направляются для дальнейшей переработки с целью получения моторных топлив непосредственно на промысле.

Пример конкретного выполнения способа. Попутные нефтяные газы Самотлорского месторождения состава, мас. CH₄ 72,8; C₂H₆ 8,4; C₃H₈ 11,0; iC₄H₁₀ - 1,9; nC₄H₁₀ 3,7; C₅H₁₂ 0,6; iC₅H₁₂ 0,8; nC₆H₁₄ + высшие 0,8 подаются на прием компрессора ВК-30, полость которого заполнена маслом КС-19 с кинематической вязкостью 18 сСт при +100^oC. При компремировании смесь масла с попутными нефтяными газами сильно нагревается (до +110^oС и более). Основным критерием абсорбции маслом легких углеводородов (являющимися основными компонентами бензиновых и дизельных фракций) является величина его кинематической вязкости, которая колеблется в широких пределах в зависимости от величины объема абсорбируемого продукта. В остальном пример конкретного исполнения совпадает с изложенным текстом описания. Согласно предложенной схеме (см.чертеж) из сепаратора 6,7 получают фракции бензиновых дизельных топлив, которые отводятся в накопительную емкость с температурой начала кипения +28^oC и концом кипения +300^oС. При этом остаток не превышал 0,2 мас.

Предложенный способ получения фракций моторных топлив с совмещением компрессионного и абсорбционно-поточного методов отбензинования газов с использованием гидроциклонной отгонки позволяет эффективно использовать прежде непроизводительно терявшийся перепад давления в потоке смазочной жидкости от давления нагнетания винтового компрессора Р=0,7 МПа до необходимого давления впрыска масляной фазы Р=0,2 0,3 МПа. Данный способ позволяет также включить в работу прежде не использовавшийся эффект абсорбции масляной жидкостью бензиновых и дизельных групп углеводородов, что повышает выход этих фракций и одновременно резко улучшает условия смазки и уплотнения главных рабочих органов винтового компрессора.

Формула изобретения

Способ получения фракций моторных топлив, включающий сжатие нефтяного газа маслозаполненным винтовым компрессором, разделение продукта компремирования в маслогазосепараторе на масляную фазу и газ, охлаждение газа с выделением конденсата, отличающийся тем, что продукт компремирования предварительно подвергают гидроциклонированию с получением газовой фазы и дополнительной масляной фазы и масляную фазу после маслогазосепаратора подвергают дополнительному гидроциклонированию с получением целевого продукта.

РИСУНКИ

Рисунок 1