УСТАНОВКА УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕГКИХ ФРАКЦИЙ НЕФТИ Российский патент 2004 года по МПК F25J3/08 

Изобретение относится к нефтегазовому оборудованию, применяемому непосредственно на нефтепромыслах при подготовке нефти и газа к транспортированию, в частности к установкам улавливания легких фракций нефти (УУЛФ), применяемым для сбора легких фракций нефти (паров нефти) из резервуаров или концевых сепарационных устройств (КСУ) установок промысловой подготовки нефти. Установка может применяться для сбора легких фракций нефти из резервуаров любых нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий.

Известны установки улавливания легких фракций нефти различных конструктивных схем и исполнений, в которых нефтяной газ из резервуаров собирается в трубопроводе газовой обвязки, из которой по всасывающему трубопроводу через скруббер (устройство, очищающее газ от капельной влаги и механических частиц) поступает в компрессор и далее в трубопровод нагнетания, из которого газ подается потребителю - см. установки улавливания легких фракций нефти из резервуаров товарных парков “Промысловая подготовка нефти за рубежом”. Тронов В.П., “Недра”, 1983 г. по рис.24, 25 на стр. 74, 75.

В известных конструкциях УУЛФ после выключения компрессора (при аварийных и плановых остановках) попутный нефтяной газ, имеющий более высокую плотность по сравнению с воздухом, остается внутри скруббера и газопроводов установки, даже при наличии факельной системы, что в итоге приводит к повышению пожароопасности установки.

Известна установка улавливания легких фракций нефти, содержащая компрессор, трубопровод всасывающий (подачи газа в компрессор из трубопровода газовой обвязки резервуаров), скруббер, трубопровод нагнетания газа с обратным клапаном, байпасный трубопровод (трубопровод перепуска газа из нагнетательного трубопровода в скруббер), рис.25 на стр. 75, “Промысловая подготовка нефти за рубежом”. Тронов В.П., “Недра”, 1983 г. - прототип.

В известной установке улавливания легких фракций нефти, выполняемой, как правило, в виде компактного легко монтируемого блока, скруббер с помощью наклонного трубопровода соединяется с манифольдом (трубопроводом газовой обвязки резервуаров), а трубопровод нагнетания установки соединяется с трубопроводом подачи газа потребителю, при этом линия нагнетания соединена со скруббером байпасным трубопроводом. Установка работает следующим образом: при включении компрессора газ из резервуаров поступает в манифольд, из которого через всасывающий трубопровод поступает в установку - сначала в скруббер, где происходит отделение из газа капельной влаги (отделение конденсата) и отделение мехпримесей, а затем - в компрессор, из которого через линию нагнетания газ выходит из установки в трубопровод подачи газа потребителю, при этом, в случае понижения давления газа в манифольде ниже заданного значения, газ по байпасной линии с помощью трехходовой задвижки направляется в скруббер, а из него в манифольд и резервуары.

В известной конструкции после выключения компрессора попутный нефтяной газ, имеющий более высокую плотность по сравнению с воздухом (ρ_г=1,45...1,50 кг/м³; ρ_в=1,2 кг/м³), остается внутри скруббера и трубного пространства газопроводов (несмотря на наличие факельной системы), что в итоге приводит к повышению пожароопасности. Кроме этого:

- в скруббере при аварийных остановках остается конденсат, что также приводит к повышению пожароопасности;

- в случае понижения давления в резервуарах (в манифольде) до предельно допустимого, газ перепускается по байпасному трубопроводу в скруббер, из которого направляется в резервуары, но одновременно газ поступает и на вход компрессора, причем учитывая, что расстояние от скруббера до компрессора в несколько раз меньше, чем от скруббера до резервуаров, компрессор начинает работать “сам на себя”, перепуская газ по кратчайшему замкнутому циклу, в результате чего увеличивается температура газа на входе в компрессор и, как следствие, увеличивается температура газа на выходе из компрессора, что в итоге приводит к аварийному останову компрессорного блока установки по предельно высокой температуре газа на выходе из компрессора.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение пожароопасности и повышение эффективности работы установок улавливания легких фракций нефти.

Технический результат достигается тем, что в установке улавливания легких фракций нефти, содержащей компрессор, трубопровод всасывающий со скруббером и трубопроводом слива конденсата, трубопровод нагнетательный с обратным клапаном, байпасный трубопровод, соединяющий нагнетательный трубопровод со скруббером, выполнен дополнительный байпасный трубопровод, соединяющий нагнетательный трубопровод установки с газоуравнительной линией резервуаров, причем на выходе из установки на дополнительном байпасном трубопроводе установлена электроприводная задвижка, перед которой (по ходу газа) врезан дренажный трубопровод, соединенный с устройством сброса газа в атмосферу (свечой), перед которым на дренажном трубопроводе установлена электроприводная задвижка, а на всасывающем трубопроводе перед скруббером (по ходу газа) врезан трубопровод, соединяющийся с источником сжатого инертного газа, например, азота, причем на выходе из установки на трубопроводе инертного газа установлена электроприводная задвижка, кроме этого, электроприводные задвижки установлены на всасывающем трубопроводе на входе в установку перед трубопроводом инертного газа, на нагнетательном трубопроводе на выходе из установки и на байпасном трубопроводе между скруббером и нагнетательным трубопроводом, а на трубопроводе слива конденсата из скруббера установлен насос.

На чертеже изображена пневмогидравлическая схема установки улавливания легких фракций нефти - I, совмещенная со схемой размещения оборудования на нефтепромысле - II.

Установка улавливания легких фракций нефти включает трубопровод всасывающий 1 со скруббером 2, имеющим трубопровод слива конденсата 3, на котором установлен насос откачки конденсата 4, компрессор 5, трубопровод нагнетания 6 с обратным клапаном 7, байпасный трубопровод 8, дополнительный байпасный трубопровод 9 (трубопровод перепуска “сухого” газа в резервуары), дренажный трубопровод 10 со свечой 11, трубопровод инертного газа 12 и электроприводные задвижки 13, установленные на трубопроводе всасывающем на входе в установку (В1), трубопроводе нагнетания на выходе из установки (В2), трубопроводе байпасном (В3); трубопроводе инертного газа (В4); дополнительном байпасном трубопроводе (В5); трубопроводе дренажном (В6).

Все оборудование установки монтируется в компактном помещении блочного исполнения, имеющем отопление, освещение, вентиляцию, систему пожарной и газовой сигнализации, а также систему автоматического управления установкой (САУ).

Установка улавливания легких фракций работает следующим образом (исходное положение электрозадвижек: В1, В2 - открыты, В3, В4, В5, В6 - закрыты):

- при повышении давления газа (например, до 1300 Па) в газоуравнительном трубопроводе резервуаров (манифольде 2’) по сигналу САУ включается компрессор 5, газ из манифольда 2’ по трубопроводу 3' поступает во всасывающий трубопровод 1 через электрозадвижку В1, далее - в скруббер 2, в котором происходит отделение из газа капельной влаги и мехпримесей, затем газ поступает в компрессор 5, из которого под давлением ~0,3...0,5 МПа направляется в нагнетательный трубопровод 6 и через обратный клапан и электрозадвижку 13 (В2) подается в газопровод потребителя;

- при откачке газа из резервуаров давление газа в манифольде 2' начинает снижаться и при достижении заданного значения (например, 400 Па) САУ дает сигнал на открытие электрозадвижки ВЗ и газ по байпасному трубопроводу 8 поступает в скруббер 2, а из него - в манифольд 2', при этом в случае повышения температуры газа на выходе из компрессора до предельно допустимого значения, а также в случае дальнейшего снижения давления газа в манифольде 2' (например, до 300 Па) электрозадвижки В3, В1 закрываются, компрессор 5 выключается, а электрозадвижка В5 открывается, и газ из трубопровода нагнетания 6, минуя скруббер 2, перепускается через электрозадвижку В5 в манифольд 2', в результате давление газа в манифольде 2' (и резервуарах 1') повышается и при достижении значения ~1300 Па САУ подает команду на включение компрессора 5;

- по мере накопления конденсата в скруббере 2 САУ выдает сигнал на включение насоса 4 и жидкие углеводороды откачиваются в резервуары 1' или в отдельную емкость.

В случае плановой или аварийной остановки, например, по сигналу от датчиков пожарной или газовой сигнализации, автоматически:

- электрозадвижки B1, B2 закрываются (при закрытых электрозадвижках В5 и В3), то есть происходит блокировка установки УЛФ от внешних газопроводов;

- открываются электрозадвижки В3, В4 и В6, в результате чего инертный газ, например, азот, от внешнего источника сжатого инертного газа 5' под давлением (~0,3 МПа) поступает в трубопровод всасывающий 1, затем в скруббер, из которого по байпасному трубопроводу 8 подается в нагнетательный трубопровод 6, далее - в дополнительный байпасный трубопровод 9, дренажный трубопровод 10 и из него - на свечу 11, то есть происходит вытеснение газа из всех внутренних полостей газопроводов установки, включая скруббер;

- включается насос 4 откачки конденсата из скруббера 2, в результате чего конденсат (жидкие углеводороды) откачиваются из скруббера.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает:

- снижение пожароопасности установки улавливания легких фракций нефти за счет: автоматической блокировки (отключения) установки от внешних газопроводов, продувки скруббера и газопроводов установки инертным газом и откачки жидких углеводородов из скруббера, которые выполняются одновременно после любой остановки УУЛФ - плановой или аварийной;

- повышение эффективности работы УУЛФ за счет исключения частых аварийных выключений УУЛФ по высокой температуре газа на выходе из компрессора в связи с тем, что основная часть газа из трубопровода нагнетания перепускается в резервуары (в случае понижения в них давления) напрямую, минуя скруббер.

Установка улавливания легких фракций нефти включает компрессор, всасывающий трубопровод, скруббер, трубопровод слива конденсата, нагнетательный трубопровод с обратным клапаном и байпасный трубопровод. Байпасный трубопровод соединяет нагнетательный трубопровод со скруббером. Дополнительный байпасный трубопровод соединяет нагнетательный трубопровод установки с газоуравнительной линией резервуаров. На выходе из установки на дополнительном байпасном трубопроводе установлена электроприводная задвижка. Перед задвижкой врезан дренажный трубопровод, соединенный с устройством сброса газа в атмосферу. Перед устройством установлена электроприводная задвижка. На всасывающем трубопроводе перед скруббером врезан трубопровод инертного газа, соединяющийся с источником сжатого инертного газа. На выходе из установки на трубопроводе инертного газа установлена электроприводная задвижка. Электроприводные задвижки установлены на всасывающем трубопроводе на входе в установку, на нагнетательном трубопроводе на выходе из установки и на байпасном трубопроводе между скруббером и нагнетательным трубопроводом. На трубопроводе слива конденсата из скруббера установлен насос. Использование изобретения позволяет снизить пожароопасность и повысить эффективность работы установок. 1 ил.

Установка улавливания легких фракций нефти, содержащая компрессор, трубопровод всасывающий со скруббером и трубопроводом слива конденсата, трубопровод нагнетательный с обратным клапаном, байпасный трубопровод, соединяющий нагнетательный трубопровод со скруббером, отличающаяся тем, что в ней выполнен дополнительный байпасный трубопровод, соединяющий нагнетательный трубопровод установки с газоуравнительной линией резервуаров, причем на выходе из установки на дополнительном байпасном трубопроводе установлена электроприводная задвижка, перед которой (по ходу газа) врезан дренажный трубопровод, соединенный с устройством сброса газа в атмосферу, перед которым на дренажном трубопроводе установлена электроприводная задвижка, а на всасывающем трубопроводе перед скруббером (по ходу газа) врезан трубопровод инертного газа, соединяющийся с источником сжатого инертного газа, причем на выходе из установки на трубопроводе инертного газа установлена электроприводная задвижка, кроме этого, электроприводные задвижки установлены на всасывающем трубопроводе на входе в установку, на нагнетательном трубопроводе на выходе из установки и на байпасном трубопроводе между скруббером и нагнетательным трубопроводом, а на трубопроводе слива конденсата из скруббера установлен насос.