RU2740131C2 - Desulphurisation unit for associated petroleum gas - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to devices for cleaning associated petroleum gas from hydrogen sulphide and mercaptans and can be used in oil industry. Plant consists of inlet separator, adsorption unit with at least two adsorbers, unit of selective oxidation with heater, catalytic reactor and recuperative heat exchanger, an absorption unit with a compression and mixing device and a separator and is connected to an oil treatment unit by supply lines of associated oil gas and condensate, oil inlet/outlet. During operation of the plant, associated oil gas is separated in the inlet separator, the obtained condensate is removed and separation gas is supplied to the adsorption unit, where it is cleaned in working adsorber to obtain sweetened gas discharged from the plant. In the other adsorbent, the adsorbent is regenerated by blowing with heated purified gas to obtain sulfur dioxide gas which is fed into the selective oxidation unit, where it is mixed with air and subjected to selective oxidation in a catalytic reactor to obtain an oxidation product discharged to the absorption unit after cooling in a recuperative heat exchanger. Non-volatile oxidation products are absorbed by circulating oil and separated in a separator into purified gas and oil, balance excess of which is brought to oil treatment plant.

EFFECT: technical result is cleaning of associated petroleum gas from hydrogen sulphide and mercaptans.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки попутного нефтяного газа от сероводорода и меркаптанов и может найти применение в нефтяной промышленности.The invention relates to a device for cleaning associated petroleum gas from hydrogen sulfide and mercaptans and can be used in the oil industry.

Известен способ очистки газов от сероводорода [RU 2568213, МПК B01D 53/14, опубл. 10.11.2015 г.], осуществляемый на установке, включающей абсорбер и регенератор насадочного типа, устройство для дегазации и осветления насыщенного хелатного абсорбента, оснащенное линией подачи суспензии серы с устройством для выделения жидкой серы.A known method of cleaning gases from hydrogen sulfide [RU 2568213, IPC B01D 53/14, publ. November 10, 2015], carried out on a plant including an absorber and a packed-type regenerator, a device for degassing and clarifying a saturated chelated absorbent, equipped with a sulfur suspension feed line with a device for separating liquid sulfur.

Недостатками данной установки является невозможность очистки сернистых газов от меркаптанов.The disadvantages of this installation is the impossibility of cleaning sulfurous gases from mercaptans.

Наиболее близким по технической сущности является способ очистки сероводород- и меркаптансодержащей нефти [RU 2510640, опубл. 10.04.2014 г., МПК C10G 27/04], осуществляемый на установке, состоящей из десорбера-абсорбера с узлом абсорбции, оснащенным линиями ввода/вывода нефти, подачи балансового продукта окисления и вывода очищенного газа, оборудованного линией подачи газа отдувки (сернистого газа), на которой расположены газодувка и узел селективного окисления сероводорода и меркаптанов, включающий линию подачи воздуха и каталитический реактор с нагревателем, соединенный с десорбером-абсорбером линиями подачи циркулирующего и балансового продуктов окисления.The closest in technical essence is a method for purifying hydrogen sulfide and mercaptan-containing oil [RU 2510640, publ. 04/10/2014, IPC C10G 27/04], carried out on a unit consisting of a stripper-absorber with an absorption unit, equipped with lines for oil input / output, feed of the balance oxidation product and output of purified gas, equipped with a stripping gas supply line (sulfur dioxide ), on which a gas blower and a unit for selective oxidation of hydrogen sulfide and mercaptans are located, including an air supply line and a catalytic reactor with a heater connected to the desorber-absorber by supply lines for circulating and balance oxidation products.

Основным недостатком данной установки является невозможность сероочистки попутного нефтяного газа.The main disadvantage of this unit is the inability to desulfurize associated petroleum gas.

Задачей является очистка попутного нефтяного газа от сероводорода и меркаптанов.The task is to purify associated petroleum gas from hydrogen sulfide and mercaptans.

Техническим результатом является очистка попутного нефтяного газа от сероводорода и меркаптанов за счет оборудования установки узлом адсорбции, оснащенным линией вывода сернистого газа с размещенными на ней узлами селективного окисления и абсорбции.The technical result is the purification of associated petroleum gas from hydrogen sulfide and mercaptans by equipping the unit with an adsorption unit equipped with a sulfur dioxide gas outlet line with selective oxidation and absorption units located on it.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей узел абсорбции продукта окисления, оснащенный линиями ввода/вывода нефти и подачи очищенного газа, а также расположенный на линии вывода сернистого газа узел селективного окисления сероводорода и меркаптанов, включающий линию подачи воздуха и каталитический реактор с нагревателем, соединенный с узлом абсорбции линией подачи продукта окисления, особенностью является то, что установка оснащена линией ввода попутного нефтяного газа со входным сепаратором, оборудованным линией вывода конденсата и линией вывода газа сепарации, на которой размещен узел адсорбции, оснащенный линией подачи очищенного газа, линией вывода обессеренного газа и линией подачи сернистого газа с размещенными на ней узлом селективного окисления, который дополнительно включает теплообменник ʺочищенный газ/продукт окисленияʺ, при этом узел адсорбции включает по меньшей мере два адсорбера, узел абсорбции включает сепаратор и устройство сжатия и смешения, а к линии подачи очищенного газа примыкает линия вывода его балансовой части.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed installation, which includes an oxidation product absorption unit equipped with oil input / output lines and purified gas supply lines, as well as a unit for selective oxidation of hydrogen sulfide and mercaptans located on the sulfur dioxide output line, including an air supply line and a catalytic reactor with a heater connected to the absorption unit by the oxidation product feed line, the peculiarity is that the unit is equipped with an associated petroleum gas inlet line with an inlet separator equipped with a condensate outlet line and a separation gas outlet line, on which an adsorption unit equipped with a purified gas supply line is located, a desulfurized gas outlet line and a sour gas supply line with a selective oxidation unit placed on it, which additionally includes a "cleaned gas / oxidation product" heat exchanger, while the adsorption unit includes at least two adsorbers, the absorption unit includes a separator and a device compression and mixing, and the line for the outlet of its balance part is adjacent to the purified gas supply line.

При необходимости сепаратор узла абсорбции может быть оснащен охлаждающим устройством для отвода тепла реакции окисления сероводорода и меркаптанов.If necessary, the separator of the absorption unit can be equipped with a cooling device to remove the heat of the oxidation reaction of hydrogen sulfide and mercaptans.

Устройство сжатия и смешения выполнено, например, в виде мультифазного насоса. Остальное оборудование установки может быть любым, известным из уровня техники, соответствующего назначения.The compression and mixing device is made, for example, in the form of a multiphase pump. The rest of the equipment of the installation can be any, known from the prior art, corresponding to the purpose.

Размещение узла адсорбции на линии вывода газа сепарации позволяет очистить попутный нефтяной газ и сконцентрировать сероводород и меркаптаны в сернистом газе, который затем подвергают селективному окислению с получением из сероводорода и меркаптанов малолетучих продуктов (ди- и полисульфидов), которые затем абсорбируют нефтью. Дополнительное оборудование узла селективного окисления теплообменником ʺочищенный газ/продукт окисленияʺ позволяет снизить энергозатраты за счет рекуперации тепла, а оснащение узла абсорбции устройством сжатия и смешения позволяет абсорбировать нефтью малолетучие продукты селективного окисления и обеспечивает циркуляцию очищенного газа.Placing an adsorption unit on the separation gas outlet line allows cleaning the associated petroleum gas and concentrating hydrogen sulfide and mercaptans in sulfur dioxide, which is then subjected to selective oxidation to obtain low-volatile products (di- and polysulfides) from hydrogen sulfide and mercaptans, which are then absorbed by oil. Additional equipment of the selective oxidation unit with a “purified gas / oxidation product” heat exchanger allows to reduce energy consumption due to heat recovery, and equipping the absorption unit with a compression and mixing device allows the oil to absorb low-volatile selective oxidation products and ensures the circulation of the purified gas.

Установка состоит из входного сепаратора 1 и показанных штрих-пунктиром узлов адсорбции 2 с по меньшей мере двумя адсорберами (условно показаны адсорберы 3 и 4), селективного окисления 5 с нагревателем 6, линией подачи воздуха 7, каталитическим реактором 8 и рекуперативным теплообменником 9, и узла абсорбции 10 с устройством сжатия и смешения (условно показан мультифазный насос 11) и сепаратором 12. Установка соединена с установкой подготовки нефти 13 (показана штрих-пунктиром) линиями подачи попутного нефтяного газа 14, конденсата 15, балансового очищенного газа 16 и ввода/вывода нефти 17.The installation consists of an inlet separator 1 and adsorption units 2 shown in dash-dotted lines with at least two adsorbers (adsorbers 3 and 4 are conventionally shown), selective oxidation 5 with heater 6, air supply line 7, catalytic reactor 8 and recuperative heat exchanger 9, and an absorption unit 10 with a compression and mixing device (a multiphase pump 11 is conventionally shown) and a separator 12. The unit is connected to an oil treatment unit 13 (shown by a dash-dotted line) by supply lines for associated petroleum gas 14, condensate 15, balance purified gas 16 and input / output oil 17.

При работе установки попутный нефтяной газ, подаваемый по линии 14, разделяют в сепараторе 1 на конденсат, который выводят по линии 15, и газ сепарации, который по линии 18 подают в узел 2, где очищают в рабочем адсорбере 3 с получением обессеренного газа, выводимого по линии 19. Одновременно в адсорбере 4 регенерируют адсорбент путем продувки нагретым в теплообменниках 9 и 6 очищенным газом, подаваемым по линии 20, с получением сернистого газа, который по линии 21 направляют в узел 5, где смешивают с воздухом, подаваемым по линии 7, и подвергают селективному окислению в реакторе 8 с получением продукта окисления, выводимого по линии 22 в узел 10 после охлаждения в теплообменнике 9. Нелетучие продукты окисления абсорбируют нефтью, циркулирующей по линии 23 с помощью устройства 11, и разделяют в сепараторе 12 на очищенный газ и нефть, балансовые избытки которых выводят по линиям 16 и 17 на установку 13. При необходимости сепаратор 12 охлаждают с помощью устройства 24 (показано пунктиром).When the unit is operating, associated petroleum gas supplied through line 14 is separated in separator 1 into condensate, which is discharged through line 15, and separation gas, which is fed through line 18 to unit 2, where it is purified in working adsorber 3 to obtain sweet gas discharged through line 19. At the same time, the adsorbent is regenerated in adsorber 4 by blowing purified gas heated in heat exchangers 9 and 6, supplied through line 20, to obtain sulfur dioxide, which is directed through line 21 to unit 5, where it is mixed with air supplied through line 7, and is subjected to selective oxidation in the reactor 8 to obtain an oxidation product discharged through the line 22 to the unit 10 after cooling in the heat exchanger 9. The non-volatile oxidation products are absorbed by the oil circulating through the line 23 by the device 11 and separated in the separator 12 into purified gas and oil , balance surpluses of which are removed through lines 16 and 17 to unit 13. If necessary, separator 12 is cooled using unit 24 (shown by dotted line ).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет очищать попутный нефтяной газ от сероводорода и меркаптанов и может найти применение в промышленности.Thus, the proposed installation allows for the purification of associated petroleum gas from hydrogen sulfide and mercaptans and can be used in industry.

Claims (2)

1. Установка сероочистки попутного нефтяного газа, включающая узел абсорбции продукта окисления, оснащенный линиями ввода/вывода нефти и подачи очищенного газа, а также расположенный на линии подачи сернистого газа узел селективного окисления сероводорода и меркаптанов, включающий линию подачи воздуха и каталитический реактор с нагревателем, соединенный с узлом абсорбции линией подачи продукта окисления, отличающаяся тем, что установка оснащена линией ввода попутного нефтяного газа с входным сепаратором, оборудованным линией вывода конденсата и линией вывода газа сепарации, на которой размещен узел адсорбции, оснащенный линией подачи очищенного газа, линией вывода обессеренного газа и линией подачи сернистого газа с размещенными на ней узлом селективного окисления, который дополнительно включает теплообменник "очищенный газ/продукт окисления", при этом узел адсорбции включает по меньшей мере два адсорбера, а узел абсорбции включает сепаратор и устройство сжатия и смешения, а к линии подачи очищенного газа примыкает линия вывода его балансовой части.1. Unit for desulphurization of associated petroleum gas, including an oxidation product absorption unit equipped with oil input / output lines and a purified gas supply, as well as a unit for selective oxidation of hydrogen sulfide and mercaptans located on the sulfur dioxide supply line, including an air supply line and a catalytic reactor with a heater, connected to the absorption unit by an oxidation product feed line, characterized in that the unit is equipped with an associated petroleum gas inlet line with an inlet separator equipped with a condensate outlet line and a separation gas outlet line, on which an adsorption unit is located, equipped with a purified gas supply line, a sweetened gas outlet line and a sour gas supply line with a selective oxidation unit located thereon, which additionally includes a "cleaned gas / oxidation product" heat exchanger, wherein the adsorption unit includes at least two adsorbers, and the absorption unit includes a separator and a compression and mixing device, and to the line by the supply of purified gas is adjoined by the outlet line of its balance part. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что сепаратор узла абсорбции оснащен охлаждающим устройством.2. Installation according to claim 1, characterized in that the separator of the absorption unit is equipped with a cooling device.

Images