RU2571126C1 - Method for conditioning of hydrogen sulphide- and mercaptan-containing associated petroleum gas - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: method is suggested wherein associated petroleum gas is mixed up with gas containing vapours of heavy hydrocarbons and mercaptans, separated with obtainment of condensate directed to the stage of oil refinement and compressed. Besides gas is purified from hydrogen sulphide with obtainment of acid gas or sulphur, from heavy hydrocarbons and mercaptans with obtainment of gas containing vapours of heavy hydrocarbons and mercaptans and subjected to mild reforming process together with water and flow containing water. The received catalyzate is dried with obtainment of flow containing water and conditioned gas. When required catalyzate is purified additionally from impurities, which concentrate and at least a part of gas containing heavy hydrocarbons and mercaptans is used for auxiliaries.

EFFECT: increase in volume yield and improved quality of conditioned gas as well as exclusion of waste generation.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам подготовки попутного нефтяного газа к транспорту и может быть использовано в нефтяной промышленности.The invention relates to methods for preparing associated petroleum gas for transport and can be used in the oil industry.

Известен способ подготовки сырого газа [A.M. Чуракаев. Низкотемпературная ректификация нефтяного газа. - М.: Недра, 1989 г., с. 5], включающий входную сепарацию, смешение с очищенным газом регенерации, компримирование, сепарацию, адсорбционную осушку и очистку от сероводорода полученных газа и конденсата с получением очищенного газа и газа регенерации, который подвергают аминовой очистке с получением очищенного газа регенерации и сжигаемого кислого газа, низкотемпературную конденсацию очищенного газа с получением подготовленного газа, а также стабилизацию конденсата.A known method for the preparation of raw gas [A.M. Churakaev. Low-temperature rectification of petroleum gas. - M .: Nedra, 1989, p. 5], including inlet separation, mixing with purified regeneration gas, compression, separation, adsorption drying and purification of the obtained gas and condensate from hydrogen sulfide to obtain purified gas and regeneration gas, which is subjected to amine purification to obtain purified regeneration gas and combustible acid gas, low temperature condensation of the purified gas to produce prepared gas, as well as stabilization of the condensate.

Недостатками известного способа являются сложность, а также загрязнение окружающей среды диоксидом серы, образующимся при сжигании кислого газа.The disadvantages of this method are the complexity, as well as environmental pollution, sulfur dioxide formed during the combustion of acid gas.

Наиболее близким по технической сущности является способ комплексной подготовки углеводородного газа [RU 2509597, МПК B01D 53/18, B01D 53/48, С01В 17/04, опубл. 20.03.2014 г. ], включающий хемосорбционную очистку от меркаптанов, очистку от тяжелых углеводородов, сероводорода и паров воды смеси газа с газами регенерации и отходящим газом и производство серы с получением отходящего газа, при этом в качестве хемосорбента используют углеводородный раствор серы, органических ди-, полисульфидов и каталитического количества органического соединения, содержащего третичный атом азота.The closest in technical essence is the method of complex preparation of hydrocarbon gas [RU 2509597, IPC B01D 53/18, B01D 53/48, C01B 17/04, publ. March 20, 2014], including chemisorption purification from mercaptans, purification from a heavy hydrocarbon, hydrogen sulfide and water vapor of a gas mixture with regeneration gases and exhaust gas and production of sulfur to produce exhaust gas, using a hydrocarbon solution of sulfur, organic di -, polysulfides and a catalytic amount of an organic compound containing a tertiary nitrogen atom.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- низкий объемный выход и низкое качество подготовленного газа из-за высокого остаточного содержания углеводородов С₃₊,- low volumetric yield and low quality of the prepared gas due to the high residual content of hydrocarbons With ₃₊ ,

- образование трудноутилизируемого отхода - балансового количества хемосорбента, выводимого со стадии хемосорбционной очистки.- the formation of hardly utilizable waste - the balance of the amount of chemisorbent removed from the stage of chemisorption purification.

Задачей настоящего изобретения является увеличение объемного выхода, повышение качества подготовленного газа и исключение образования отходов.The present invention is to increase the volumetric yield, improving the quality of the prepared gas and the elimination of waste.

Техническим результатом при этом является:The technical result is:

- увеличение объемного выхода и повышение качества подготовленного газа за счет конверсии углеводородов С₃-С₄ в метан путем мягкого парового риформинга предварительно обессеренного попутного нефтяного газа,- increasing the volumetric yield and improving the quality of the prepared gas due to the conversion of C ₃ -C ₄ hydrocarbons to methane by mild steam reforming of pre-desulfurized associated petroleum gas,

- исключение образования отходов за счет использования конденсата тяжелых углеводородов и меркаптанов в качестве компонента нефти.- elimination of waste generation through the use of condensate of heavy hydrocarbons and mercaptans as a component of oil.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем смешение попутного нефтяного газа с газом регенерации, очистку смеси от меркаптанов, тяжелых углеводородов, сероводорода и паров воды, особенностью является то, что полученную смесь сепарируют с получением конденсата, направляемого на стадию подготовки нефти, и сжимают, по меньшей мере, на одной ступени компримирования, а после сжатия осуществляют осушку с получением подготовленного газа и потока, содержащего воду, при этом перед осушкой осуществляют мягкий паровой риформинг газа совместно с водой и потоком, содержащим воду, а очистку от меркаптанов, тяжелых углеводородов и сероводорода осуществляют перед мягким паровым риформингом.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method, comprising mixing associated petroleum gas with a regeneration gas, purifying the mixture from mercaptans, heavy hydrocarbons, hydrogen sulfide and water vapor, the peculiarity is that the resulting mixture is separated to obtain condensate directed to the oil preparation stage and compress at least one stage of compression, and after compression, carry out drying to obtain the prepared gas and stream containing water, while before drying, carry out m soft steam reformer gas together with the water and a stream containing water, and cleaning of mercaptans, hydrogen sulphide and the heavy hydrocarbons is carried out prior to mild steam reforming.

Для повышения содержания углеводородов в подготовленном газе перед осушкой может быть осуществлена очистка газа, например, адсорбционная, абсорбционная или мембранная, от примесей, например, углекислого газа, азота и пр. Концентрат примесей, как и, по меньшей мере, часть газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов, могут быть использованы, например, в качестве топлива для приводов компрессоров.To increase the hydrocarbon content in the prepared gas, gas can be cleaned before drying, for example, adsorption, absorption or membrane, from impurities, for example, carbon dioxide, nitrogen, etc. The impurity concentrate, as well as at least a part of the gas containing vapors heavy hydrocarbons and mercaptans, can be used, for example, as fuel for compressor drives.

Последовательность и условия осуществления зависит от применяемых способов очистки от меркаптанов, тяжелых углеводородов и сероводорода.The sequence and conditions of implementation depends on the methods used for purification from mercaptans, heavy hydrocarbons and hydrogen sulfide.

Мягкий паровой риформинг [RU 2443764, МПК C10L 3/10, опубл. 27.02.2012 г. ] позволяет путем каталитического превращения получить из каждого моля углеводородов С₃₊ не менее двух молей метана, за счет чего увеличить объемный выход подготовленного газа, а также снизить его температуру точки росы по углеводородам (повысить качество).Soft steam reforming [RU 2443764, IPC C10L 3/10, publ. February 27, 2012], by catalytic conversion, it is possible to obtain at least two moles of methane from each mole of C ₃₊ hydrocarbons, thereby increasing the volumetric yield of the prepared gas, as well as lowering its dew point temperature for hydrocarbons (improving quality).

Сепарация смеси сырьевого газа с газом, содержащим пары тяжелых углеводородов и меркаптанов, позволяет исключить образование отходов за счет использования конденсата тяжелых углеводородов и меркаптанов в качестве компонента нефти.The separation of a mixture of raw gas with a gas containing vapors of heavy hydrocarbons and mercaptans eliminates the formation of waste due to the use of condensate of heavy hydrocarbons and mercaptans as a component of oil.

При осуществлении способа попутный нефтяной газ (I) смешивают с газом (II), содержащим пары тяжелых углеводородов и меркаптанов, сепарируют на блоке 1 с получением конденсата (III), направляемого на стадию подготовки нефти, и компримируют (условно показано трехступенчатое компримирование на ступенях 2, 4 и 7). Кроме того, осуществляют очистку от сероводорода на блоке 3 с получением кислого газа или серы (IV) (условно показано размещение блока 3 после первой ступени компримирования 1), очистку от тяжелых углеводородов и меркаптанов на блоке 5 с получением газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов (IV) (условно показано размещение блока 5 после второй ступени компримирования 4), и подвергают мягкому паровому риформингу на блоке 6 совместно с водой (V) и потоком, содержащим воду (VI), (условно показано размещение блока 6 перед третьей ступенью компримирования 7). Полученный катализат (VII), например, после компримирования на третьей ступени, осушают на блоке 8 с получением потока, содержащего воду (VI), и подготовленного газа (VIII).In the method, associated petroleum gas (I) is mixed with gas (II) containing vapors of heavy hydrocarbons and mercaptans, separated on block 1 to obtain condensate (III), sent to the oil preparation stage, and compressed (three-stage compression in steps 2 is conventionally shown) , 4 and 7). In addition, they carry out cleaning from hydrogen sulfide at block 3 to produce acid gas or sulfur (IV) (the placement of block 3 after the first stage of compression 1 is conventionally shown), purification of heavy hydrocarbons and mercaptans on block 5 to produce a gas containing vapors of heavy hydrocarbons and mercaptans (IV) (the placement of block 5 after the second stage of compression 4 is conventionally shown), and they are subjected to soft steam reforming on the block 6 together with water (V) and a stream containing water (VI) (the placement of block 6 in front of the third stage is conventionally shown compressing 7). The resulting catalyzate (VII), for example, after compression in the third stage, is dried on block 8 to obtain a stream containing water (VI) and prepared gas (VIII).

При необходимости на блоке 9 (показан пунктиром) осуществляют доочистку катализата (VII), например, адсорбционную, абсорбционную или мембранную, от примесей, например, углекислого газа, азота и пр. Концентрат удаленных примесей (IX), как и, по меньшей мере, часть газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов (показано пунктиром), могут быть использованы на собственные нужды.If necessary, at block 9 (shown by a dotted line), the catalyzate (VII), for example, adsorption, absorption, or membrane, is purified from impurities, for example, carbon dioxide, nitrogen, etc. The concentrate of removed impurities (IX), as well as at least part of the gas containing vapors of heavy hydrocarbons and mercaptans (indicated by a dotted line) can be used for own needs.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером. Попутный нефтяной газ, содержащий 5,8% об. углеводородов С₃₊, в том числе 0,55% об. углеводородов С₅₊, 0,16% об. сероводорода и 0,07 г/м метил- и этилмеркаптана, в количестве 18000 нм /час при 0,3 МПа и 30°C смешивают с 300 нм³/час газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов, сепарируют с получением 0,38 т/час конденсата, направляемого на стадию подготовки нефти, и 18200 нм³/час газа сепарации, который компримируют до 0,8 МПа и подвергают аминовой очистке с получением 60 нм³/час кислого газа, выводимого с установки для последующей переработки с получением серы, и 18210 нм³/час обессеренного газа. Последний сжимают до 2,0 МПа, сепарируют и очищают на угольном адсорбенте от тяжелых углеводородов и меркаптанов с получением газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов и 17910 нм³/час влажного отбензиненного газа, который подвергают мягкому паровому риформингу на никельхромовом катализаторе совместно с 1,3 т/ч воды и 0,3 т/ч потока, содержащего воду. Полученный катализат сжимают до 5,5 МПа и осушают на композитном адсорбенте с получением потока, содержащего воду, и 23130 нм³/час подготовленного газа, имеющего температуру точки росы по углеводородам ниже минус 30°C.The invention is illustrated by the following example. Associated petroleum gas containing 5.8% vol. C ₃₊ hydrocarbons, including 0.55% vol. hydrocarbons With ₅₊ , 0.16% vol. hydrogen sulfide and 0.07 g / m methyl and ethyl mercaptan, in an amount of 18000 nm / h at 0.3 MPa and 30 ° C are mixed with 300 nm ³ / h of gas containing vapors of heavy hydrocarbons and mercaptans, separated to obtain 0.38 t / h of condensate directed to the oil preparation stage, and 18200 nm ³ / h of separation gas, which is compressed to 0.8 MPa and subjected to amine purification to obtain 60 nm ³ / h of acid gas discharged from the unit for further processing to produce sulfur , and 18210 nm ³ / hour of desulfurized gas. The latter is compressed to 2.0 MPa, separated and purified on a carbon adsorbent from heavy hydrocarbons and mercaptans to produce a gas containing vapors of heavy hydrocarbons and mercaptans and 17910 nm ³ / h of moist topped gas, which is subjected to soft steam reforming on a nickel-chromium catalyst together with 1 , 3 t / h of water and 0.3 t / h of a stream containing water. The resulting catalyzate is compressed to 5.5 MPa and dried on a composite adsorbent to obtain a stream containing water and 23130 nm ³ / h of prepared gas having a hydrocarbon dew point temperature below minus 30 ° C.

В условиях прототипа получено 17650 нм³/час подготовленного газа с температурой точки росы по углеводородам плюс 40°C, а также 0,8 т/час жидкого отхода - балансового количества хемосорбента.In the conditions of the prototype obtained 17,650 nm ³ / hour of prepared gas with a dew point temperature of hydrocarbons plus 40 ° C, as well as 0.8 t / hour of liquid waste - the balance amount of chemisorbent.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить объемный выход и повысить качество подготовленного газа, а также исключить образование отходов и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.Thus, the present invention allows to increase the volumetric yield and improve the quality of the prepared gas, as well as to eliminate the formation of waste and can be used in the oil and gas industry.

Claims (2)

1. Способ подготовки попутного нефтяного газа, включающий очистку смеси попутного нефтяного газа с газом регенерации от меркаптанов, тяжелых углеводородов, сероводорода и паров воды, отличающийся тем, что на смешение с попутным нефтяным газом направляют по меньшей мере часть газа регенерации, полученную смесь сепарируют с получением конденсата, направляемого на стадию подготовки нефти, и сжимают, по меньшей мере, на одной ступени компримирования, а после сжатия осуществляют осушку с получением подготовленного газа и потока, содержащего воду, при этом перед осушкой осуществляют мягкий паровой риформинг газа совместно с водой и потоком, содержащим воду, а очистку от меркаптанов, тяжелых углеводородов и сероводорода осуществляют перед мягким паровым риформингом.1. A method of preparing associated petroleum gas, comprising purifying a mixture of associated petroleum gas with a regeneration gas from mercaptans, heavy hydrocarbons, hydrogen sulfide and water vapor, characterized in that at least a portion of the regeneration gas is sent for mixing with associated petroleum gas, the resulting mixture is separated from obtaining condensate directed to the oil preparation stage, and compressing at least one stage of compression, and after compression, drying is carried out to obtain the prepared gas and stream containing ode, wherein before drying the soft carry steam reformer gas together with the water and a stream containing water, and cleaning of mercaptans, hydrogen sulphide and the heavy hydrocarbons is carried out prior to mild steam reforming. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед осушкой осуществляют очистку газа от примесей, концентрат которых, как и, по меньшей мере, часть газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов, используют для собственных нужд. 2. The method according to p. 1, characterized in that before drying, the gas is purified from impurities, the concentrate of which, as well as at least a portion of the gas containing vapors of heavy hydrocarbons and mercaptans, is used for internal needs.

Images