Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СЕРОВОДОРОД- И МЕРКАПТАНСОДЕРЖАЩЕГО ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА

Изобретение относится к способам подготовки попутного нефтяного газа к транспорту и может быть использовано в нефтяной промышленности.

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.

Недостатками известного способа являются сложность, а также загрязнение окружающей среды диоксидом серы, образующимся при сжигании кислого газа.

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.

Недостатками данного способа являются:

- низкий объемный выход и низкое качество подготовленного газа из-за высокого остаточного содержания углеводородов С₃₊,

- образование трудноутилизируемого отхода - балансового количества хемосорбента, выводимого со стадии хемосорбционной очистки.

Задачей настоящего изобретения является увеличение объемного выхода, повышение качества подготовленного газа и исключение образования отходов.

Техническим результатом при этом является:

- 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,

- исключение образования отходов за счет использования конденсата тяжелых углеводородов и меркаптанов в качестве компонента нефти.

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.

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.

Последовательность и условия осуществления зависит от применяемых способов очистки от меркаптанов, тяжелых углеводородов и сероводорода.

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).

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.

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).

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.

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.

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.

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.