Установка очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов

Авторы патента:

C10G27/06 - в присутствии щелочных растворов

C10G27/04 - кислородом или соединениями, выделяющими кислород

Владельцы патента RU 2783439:

Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к установкам очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов и может быть использовано в газонефтедобывающей промышленности при промысловой подготовке нефти. Изобретение касается установки очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов, включающей подводящий нефтепровод высокосернистой нефти, буферную емкость, нефтяной насос, напорный нефтепровод со смесительным устройством, соединенные последовательно, и емкость приготовления и хранения катализаторного комплекса с насосом-дозатором. Установка дополнительно оснащена блоком получения или хранения кислорода и трубопроводом подачи кислорода, подключенным к напорному нефтепроводу через узел подачи перед смесительным устройством, причем трубопровод подачи кислорода соединен на узле подачи с напорным нефтепроводом в нескольких равноудаленных друг от друга участках ввода кислорода, при этом расстояние участков ввода кислорода должно обеспечивать исключение образования больших объемов газовой фазы в напорном нефтепроводе и возникновения взрывопожароопасной ситуации. Технический результат - исключение образования трудноудаляемых отложений и сепарируемых балластных газов, содержащих высокую долю балластного азота, упрощение технологии очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов, уменьшение металлоемкости за счет сокращения перечня оборудования, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, расширение области применения установки. 1 ил.

Изобретение относится к установкам очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов и может быть использовано в газонефтедобывающей промышленности при промысловой подготовке нефти, а также на удаленных месторождениях, в том числе на промежуточных объектах перекачки добытой продукции скважин вне установки подготовки нефти при исключении образования трудноудаляемых отложений и сепарируемых балластных газов, содержащих высокую долю балластного азота.

Известна установка очистки товарной нефти от сероводорода, включающая подводящий трубопровод высокосернистой нефти, буферную емкость, блок нейтрализации сероводорода, содержащий узел приготовления и хранения реагента-нейтрализатора, поршневой насос-дозатор, гаситель пульсаций давления, установленный на выкидном трубопроводе насоса-дозатора, и сужающий элемент, установленный после гасителя пульсаций давления, центробежный насос нефти, установленный после буферной емкости, и узел транспортировки очищенной товарной нефти (патент RU №45293, опубл 10.05.2005).

Недостатком установки является высокие эксплуатационные затраты на очистку высокосернистой нефти из-за чрезмерно высокого расхода дорогостоящего реагента на нейтрализацию содержащегося сероводорода. Кроме того, эксплуатация данной установки приводит к загрязнению очищенной товарной нефти нежелательными продуктами нейтрализации сероводорода, что может приводить к образованию трудноудаляемых отложений в трубопроводах и на установках переработки нефти.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка очистки нефти и газоконденсата от сероводорода и меркаптанов (патент RU №2272065, опубл. 20.03.2006), включающая подводящий нефтепровод высокосернистой нефти, соединенную последовательно трубопроводами буферную емкость, нефтяной насос, смесительное устройство, реактор окисления колонного типа, сепаратор высокого давления, сепаратор низкого давления, емкость приготовления и хранения катализаторного раствора с дозировочным насосом, выход которого сообщен с входом нефтяного насоса, воздушный компрессор, выход которого подключен к входу смесительного устройства.

Недостатками установки являются ее высокая металлоемкость, обусловленная необходимостью использования при очистке нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов реактора окисления колонного типа, сепараторов высокого и низкого давления, воздушного компрессора, а также необходимость утилизации балластных газов, выделяющихся в этих сепараторах, что усложняет процесс очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов.

Техническими задачами изобретения являются исключение образования трудноудаляемых отложений и сепарируемых балластных газов, содержащих высокую долю балластного азота, упрощение технологии очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов, уменьшение металлоемкости за счет сокращения перечня оборудования, исключающего использование реактора окисления, сепараторов высокого и низкого давления, воздушного компрессора, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, расширение области применения установки.

Технические задачи решаются установкой очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов, включающей подводящий нефтепровод высокосернистой нефти, буферную емкость, нефтяной насос, напорный нефтепровод со смесительным устройством, соединенные последовательно, и емкость приготовления и хранения катализаторного комплекса с насосом-дозатором.

Новым является то, что установка дополнительно оснащена блоком получения или хранения кислорода и трубопроводом подачи кислорода, подключенным к напорному нефтепроводу через узел подачи перед смесительным устройством, причем трубопровод подачи кислорода соединен на узле подачи с напорным нефтепроводом в нескольких равноудаленных друг от друга участках ввода кислорода.

На фигуре изображен общий вид установки очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов.

Установка очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов включает подводящий нефтепровод 1 высокосернистой нефти, буферную емкость 2, нефтяной насос 3, напорный нефтепровод 4 со смесительным устройством 5, соединенные последовательно, и емкость приготовления и хранения катализаторного комплекса 6 с насосом-дозатором 7. Установка дополнительно оснащена блоком получения или хранения кислорода 8 и трубопроводом подачи кислорода 9, подключенным к напорному нефтепроводу 4 через узел подачи 10 перед смесительным устройством 5, причем трубопровод подачи кислорода соединен на узле подачи 10 с напорным нефтепроводом 4 в нескольких равноудаленных друг от друга участках (точках) ввода кислорода. Расстояние участков ввода кислорода должно обеспечивать исключение возникновения взрывопожароопасной ситуации из-за образования больших объемов газовой фазы, состоящей из кислорода с парами нефти.

Подача кислорода в чистом виде исключает привнесение в систему балластного газа - азота. При использовании воздуха для удаления азота применяются сепараторы в несколько ступеней. В свою очередь, при сепарации азот увлекает с собой летучие углеводородные компоненты, что приводит к убыли массы нефти. Необходимость удаления привнесенного азота обусловлена образованием газовых пробок в нефтепроводах при дальнейшей транспортировке очищенной нефти или выделением его в товарных резервуарах, что чревато повышенными выбросами углеводородов в атмосферу или перегрузкой системы улавливания легких фракций и попаданием балласта в систему газосбора. Предлагаемое устройство обеспечивает использование кислорода исключающего приведенные проблемы, т.к. он расходуется на реакцию с сероводородом и низкомолекулярными меркаптанами без образования газообразных продуктов, а возможный избыток остается растворенным в нефти.

Кислород может быть получен непосредственно на промысловых объектах, в частности, на установке с использованием процесса короткоцикловой адсорбции или приобретен у поставщиков и/или храниться на объекте в сжатом газообразном или сжиженном виде.

Расход кислорода устанавливают в зависимости от массовой доли сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов, содержащихся в нефти, и требуемого остаточного их содержания в стехиометрическом соотношении или до 1,2 раз большем, чем необходимо по реакциям нейтрализации данных компонентов.

Для исключения возникновения взрывопожароопасной ситуации необходимо избегать образования больших объемов газовой фазы, состоящей из кислорода с парами нефти. Для этого нужно подавать кислород в нефтепровод с малым расходом на нескольких участках. В этом случае точек подачи должно быть несколько и их нужно разнести по нефтепроводу на равноудаленных друг от друга участках для того, чтобы основная часть кислорода успевала раствориться в нефти, а не объединяться в большие пузыри.

Установка очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов работает следующим образом.

Сероводородсодержащая нефть, прошедшая подготовку (сепарацию, обезвоживание и обессоливание), с температурой 30-90°С поступает по подводящему нефтепроводу 1 в буферную емкость 2. Из этой емкости нефть поступает на прием нефтяного насоса 3, куда из емкости приготовления и хранения катализаторного комплекса 6 насосом-дозатором 7 подают катализаторный комплекс (КТК), представляющий собой щелочной раствор, предпочтительно 25%-ный раствор аммиака NH₃ с катализатором. В рабочей полости нефтяного насоса 3 происходит интенсивное диспергирование раствора КТК в нефти. После нефтяного насоса 3 в поток нефти в напорном нефтепроводе 4 с блока получения или хранения кислорода 8 вводят по трубопроводу подачи 9 кислорода на узле подачи 10 кислорода, как минимум в двух участках, равноудаленных друг от друга, стехиометрическое количество кислорода, который растворяется при давлении 0,6-4,0 МПа и перемешивается в смесительном устройстве 5 с эмульсией щелочного раствора катализаторного комплекса в нефти. Расстояние между участками подачи кислорода определяется в каждом конкретном случае индивидуально в зависимости от расхода нефти и концентрации в ней сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов. По мере прохождения смеси нефти, кислорода и реагента в напорном нефтепроводе осуществляется основной процесс очистки нефти за счет окисления сероводорода до элементарной серы, а низкомолекулярных меркаптанов - до дисульфидов.

Установка очистки нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов, включающая подводящий нефтепровод высокосернистой нефти, буферную емкость, нефтяной насос, напорный нефтепровод со смесительным устройством, соединенные последовательно, и емкость приготовления и хранения катализаторного комплекса с насосом-дозатором, отличающаяся тем, что установка дополнительно оснащена блоком получения или хранения кислорода и трубопроводом подачи кислорода, подключенным к напорному нефтепроводу через узел подачи перед смесительным устройством, причем трубопровод подачи кислорода соединен на узле подачи с напорным нефтепроводом в нескольких равноудаленных друг от друга участках ввода кислорода, при этом расстояние участков ввода кислорода должно обеспечивать исключение образования больших объемов газовой фазы в напорном нефтепроводе и возникновения взрывопожароопасной ситуации.

Предложена каталитическая композиция для окислительной демеркаптанизации нефти и нефтепродуктов, представляющая собой водный раствор смеси ди- и триаммониевой соли, соответственно ди- и трисульфодихлорфталоцианина кобальта - CoPcCl2(SO3NH4)2 и CoPcCl2(SO3NH4)3, где Рс - фталоцианин при следующем соотношении компонентов, мас.%: диаммониевая соль дисульфодихлорфталоцианина кобальта 8,5-9,0, триаммониевая соль трисульфодихлорфталоцианина кобальта 1,0-1,5, вода остальное.

Способ регенерации щелочного раствора // 2716259

Изобретение относится к способу регенерации щелочного раствора, в котором обеспечивают обогащенную щелочную жидкость, содержащую меркаптаны; смешивают обогащенную щелочную жидкость с жидким катализатором с образованием жидкой щелочной каталитической смеси; направляют жидкую щелочную каталитическую смесь в нижнюю секцию вертикальной колонны, выполненной с возможностью создания восходящего потока жидкой щелочной каталитической смеси внутри колонны; впрыскивают кислородсодержащий газ в жидкую щелочную каталитическую смесь с образованием газожидкостной смеси, которая течет вверх внутри колонны и поступает в первую реакционную зону; окисляют меркаптаны в дисульфидное масло в первой реакционной зоне с образованием окисленной газожидкостной смеси; направляют окисленную газожидкостную смесь в трубопровод, расположенный между верхней тарелкой и нижней тарелкой, таким образом, что жидкая смесь дисульфидного масла и щелочи выходит из трубопровода на верхнюю поверхность верхней тарелки, которая неподвижно прикреплена к верхней секции колонны; направляют жидкую смесь дисульфидного масла и щелочи в завесу, присоединенную к нижней поверхности верхней тарелки, где жидкая смесь дисульфидного масла и щелочи вступает в контакт с пучком вертикальных свисающих волокон таким образом, что жидкая смесь дисульфидного масла и щелочи стекает с индивидуальных волокон в пучке во вторую реакционную зону; поддерживают вторую реакционную зону как газовую непрерывную фазу, содержащую от приблизительно 20% до приблизительно 100 об.

Способ окисления тиольных соединений в одном сосуде // 2715705

Изобретение относится к способу окисления одного или более тиольных соединений из потока щелочи и отделения побочного продукта масла и избыточного воздуха от потока окисленной щелочи в одном сосуде, включающему: A) подачу смешанного потока, содержащего поток щелочи, в сосуд, имеющий секцию окисления, разделительную стенку, соединенную с нижней частью сосуда, секцию разделения и удлиненную горловину, содержащую секцию отходящего газа, причем все секции содержат один или более насадочных элементов, а последние две секции также содержат элемент отмывки, который включает в себя распределительное устройство и сетку; B) подачу потока окисленной щелочи через разделительную стенку в секцию разделения, содержащую первую камеру и вторую камеру, причем первая камера содержит сетку с покрытием, и C) подачу потока отходящего газа, также известного как отработанный воздух, через горловину, где отходящий газ отмывается с помощью промывочного масла, а затем направляется в резервуар с воздушником.

Способ окисления тиольных соединений в одном сосуде // 2713897

Изобретение относится способу окисления одного или более тиольных соединений из потока щелочи и отделения побочного продукта масла и избыточного воздуха от потока окисленной щелочи в одном сосуде, включающему: A) подачу смешанного потока, содержащего поток щелочи, в сосуд, имеющий секцию окисления, разделительную стенку, присоединенную к днищу сосуда и простирающуюся вверх на часть высоты сосуда, и секцию разделения, причем все секции содержат один или более насадочных элементов, а последние две секции также содержат элемент отмывки, который включает в себя распределительное устройство и сетку; B) подачу потока окисленной щелочи через разделительную стенку, где побочный продукт масла отделяется в секцию разделения, содержащую первую камеру и вторую камеру, причем первая камера содержит сетку с покрытием и распределительное устройство для промывочного масла; C) подачу потока отходящего газа, также известного как отработанный воздух, вверх к горловине, которая содержит насадку, сетку и распределительное устройство для промывочного масла для отмывки, и D) подачу потока отходящего газа в резервуар с воздушником.

Способ окисления // 2697871

Раскрыт способ удаления остаточных соединений серы из обогащенной жидкой щелочи, где в единственной колонне, содержащей две реакционные зоны, меркаптаны каталитически окисляют в дисульфидные масла. Вторая реакционная зона использует пучок вертикальных свисающих волокон и работает как газовая непрерывная фаза, содержащая от приблизительно 20 до приблизительно 100 об.% пара.

Способы очистки углеводородных потоков, содержащих меркаптаны // 2691985

Изобретение относится к способу очистки углеводородных потоков, содержащих меркаптаны, для удаления меркаптанов, включающему следующие стадии: контактирования первого потока лёгких углеводородов, содержащего меркаптаны, с первым щелочным раствором для удаления меркаптанов из первого потока углеводородов и формирования второго щелочного раствора, содержащего меркаптаны, причем указанный поток лёгких углеводородов содержит более 80% масс.

Способ и аппаратура для извлечения соединений серы в потоке углеводорода // 2605747

Настоящее изобретение относится к способу экстрагирования соединений серы в потоке углеводорода. Способ включает подачу потока углеводорода, содержащего соединения серы, в зону предварительного промывания, содержащую аммиак, отбор потока подвергнутого предварительному промыванию углеводорода из зоны предварительного промывания и подачу потока подвергнутого предварительному промыванию углеводорода в зону массопереноса для экстрагирования одного или нескольких тиольных соединений из потока подвергнутого предварительному промыванию углеводорода.

Способ обработки углеводородов // 2545455

Изобретение относится к обработке жидких углеводородов для превращения кислых примесей в менее пахучие соединения. Изобретение касается способа обработки очищенного готового нефтяного продукта, содержащего меркаптаны, включающего (а) смешение очищенного готового нефтяного продукта, содержащего меркаптаны, с кислородсодержащим газом с образованием смеси и подачу этой смеси на вертикальную завесу, состоящую из вертикально висящих непористых волокон; (б) подачу водного жидкого раствора для обработки на указанную завесу, где жидкий раствор для обработки соединяется со смесью, поступающей со стадии (а), которая стекает вниз по вертикально висящим волокнам, при этом жидкий раствор для обработки получен смешением: (i) гидроксида щелочного металла; (ii) катализатора фталоцианина кобальта; (iii) или нафтеновой, или этилгексановой кислоты; (iv) одного компонента из крезола, циклогексанола, пропиленгликоля, изопропанола или крезоловой кислоты; и (v) воды.

Способ подготовки сероводородсодержащей нефти // 2529677

Изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при подготовке сероводородсодержащих нефтей. Изобретение касается способа подготовки сероводородсодержащей нефти и включает очистку нефти от сероводорода путем подачи 40-60% от общей массы очищаемой нефти - 1-й поток на сепарацию с последующим окислением сероводорода кислородом воздуха.

Каталитическая композиция для демеркаптанизации нефти и нефтепродуктов // 2458968

Изобретение относится к каталитической композиции для процессов жидкофазной окислительной демеркаптанизации нефти и нефтепродуктов. .

Установка обессеривания попутного нефтяного газа // 2740131

Изобретение относится к устройствам для очистки попутного нефтяного газа от сероводорода и меркаптанов и может найти применение в нефтяной промышленности. Установка состоит из входного сепаратора, узла адсорбции с по меньшей мере двумя адсорберами, узла селективного окисления с нагревателем, каталитическим реактором и рекуперативным теплообменником, узла абсорбции с устройством сжатия и смешения и сепаратором и соединена с установкой подготовки нефти линиями подачи попутного нефтяного газа и конденсата, ввода/вывода нефти.