УСТРОЙСТВО ДЕГАЗАЦИИ НЕФТИ Российский патент 2024 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к области разделения текучих сред, в частности, к газожидкостным сепараторам и может быть использовано на нефтеперерабатывающих предприятиях при подготовке нефти к переработке.

В процессе подготовки нефти необходимо удалить растворенные в ней углеводородные газы, сероводород и другие газы. Однако остаточное содержание растворенных газов часто бывает недопустимо высоким. Для более полного сепарирования углеводородных газов, сероводорода, меркаптанов из нефти необходимы: увеличение времени пребывания смеси в сепараторе, нагрев смеси до более высокой температуры, снижение давления внутри сепаратора и сепарация в несколько ступеней. Однако эти меры связаны с увеличением энергозатрат, металлоемкости аппаратов, а также увеличению общего времени на подготовку нефти.

Из предшествующего уровня техники известен газожидкостный сепаратор, состоящий из корпуса, имеющего вход с как минимум одним горизонтальным перфорированным патрубком внутри корпуса с как минимум двумя выходами, причем как минимум один верхний - для отбора легких фракций, как минимум один нижний - для отбора тяжелых фракций - жидкости. Каждый перфорированный патрубок заглушен со стороны, противоположной входу, и имеет сверху патрубок с газовым клапаном для сброса газа в верхний выход. Корпус выполнен наклонным с сообщением в верхней точке с верхним выходом, а в нижней - с нижним выходом. Корпус оснащен горизонтальной вибропластиной, установленной под перфорированным патрубком. Корпус снабжен механизмом сброса жидкости, сообщенным с нижним выходом и поддерживающим уровень жидкости в корпусе ниже вибропластины (патент РФ № 2766135, МПК B01D 19/00, E21B 43/34, опубликовано 08.02.2022).

Из предшествующего уровня техники известно устройство для отделения газа от нефти, содержащее горизонтальный корпус, патрубки для ввода газожидкостной смеси и для вывода газа и жидкости, каплеотбойник, размещенный перед патрубком для вывода газа, горизонтальную перегородку с прикрепленной над ней пластиной с одной стороны и вертикальной перегородкой, прикрепленной к ней снизу, с другой стороны. Патрубок для ввода газожидкостной смеси установлен над горизонтальной перегородкой, вертикальная перегородка, установленная под горизонтальной перегородкой, выполнена сетчатой, например, из просечно-вытяжной сетки, а на горизонтальном корпусе над горизонтальной перегородкой установлена дополнительная цилиндрическая емкость с жестко закрепленной в ней перегородкой, на которой размещен каплеотбойник, выполненный в виде съемного сетчатого патрона, над которым жестко прикреплена крышка, выполненная с отверстием и снабженная быстро открывающимся герметичным затвором, шарнирно соединенным с крышкой и размещенным в упомянутой дополнительной цилиндрической емкости (патент РФ № 126619, МПК B01D 19/00, опубликовано 10.04.2013).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является нефтегазовый сепаратор, включающий в себя емкость, штуцер ввода нефтегазовой смеси, штуцер вывода газа, штуцер вывода нефти, распределительное устройство, сливные полки, вертикальный и горизонтальный каплеотбойники. Днища сливных полок изготовлены из перфорированного стального или пластмассового листа или металлической сетки с определенными шагом и размерами отверстий и диаметра проволоки, причем отверстия на днище полок отбортованы вниз, при этом на тыльной стороне днищ предусмотрены поперечные перегородки, нижняя кромка которых имеет треугольно-зубчатый профиль, а по длине аппарата предусмотрена труба-перемычка, соединяющая зоны, разделенные секцией сливных полок (патент РФ № 54526, МПК B01D 19/00, опубликовано 10.07.2006).

Основными недостатками ближайшего аналога являются:

- недостаточная эффективность процесса дегазации нефти ввиду отсутствия системы подогрева и процесса барботирования;

- высокая металлоемкость, сложность изготовления и монтажа ввиду применения многоступенчатой конструкции лотка, трубы-перемычки, вертикального и горизонтального каплеотбойников;

- схема расположения внутриёмкостных элементов ограничивает доступ обслуживающего персонала при выполнении работ внутри сепаратора, связанных с обслуживанием, а также выполнении работ по диагностическому обследованию;

Задачей изобретения является повышение эффективности подготовки (дегазации) нефти.

Указанная задача решается тем, что устройство дегазации нефти, содержащее горизонтальную емкость, трубопровод подачи нефти с последовательно установленным горизонтальным распределителем, расположенный под углом к горизонтальной оси емкости перфорированный лоток дегазации и слива, состоящий из отдельных секций и имеющий бортики, технологические патрубки, соединенные при помощи фланцев с трубопроводом вывода газа и трубопроводом вывода товарной нефти, дополнительно содержит трубопровод подачи очищенного газа, расположенный в верхней части емкости, трубопровод подачи очищенного газа, имеющий отверстия для барботирования нефти и трубопровод подогрева нефти, расположенные в нижней части емкости. Кроме того, горизонтальный распределитель имеет отверстия, перпендикулярные плоскости лотка дегазации и слива, лоток дегазации и слива имеет форму П-образного бесступенчатого канала, установленного на пространственной раме, в емкости выполнен лаз круглой формы, имеющий по периметру бортик, перфорированными выполнены конечные секции лотка дегазации и слива .

Технический результат заключается в повышении эффективности подготовки (дегазации) нефти, уменьшении времени процесса подготовки, а также простоте конструкции, при этом обеспечивается общая эффективность работы нефтегазового промысла.

Конструкция устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройства дегазации нефти с местными разрезами, на фиг. 2 - вид А- на фигуре 1 с местными разрезами, на фиг. 3 - вид Б с местным разрезом, на фиг. 4 - вид В на фигуре 1, на фиг. 5 - выноски и разрезы фигур.

Устройство дегазации нефти включает следующие конструктивные элементы:

1 - горизонтальная емкость;

2 - лоток дегазации и слива;

3 - трубопровод подачи нефти;

4 - горизонтальный распределитель;

5 - трубопровод верхней подачи очищенного газа (продувка);

6 - трубопровод нижней подачи очищенного газа (барботирование);

7 - трубопровод подогрева нефти;

8 - пространственная рама;

9 - трубопровод выхода выделившегося попутного газа;

10 - трубопровод выхода товарной нефти;

11 - бортик;

12 - дренаж;

13 - секции лотка дегазации и слива;

14 - конечные секции лотка дегазации и слива;

15 - лаз;

16 - бортик на лотке дегазации и слива по периметру лаза.

Устройство дегазации нефти (далее по тексту - «Устройство»), содержит горизонтальную емкость 1, включающую в себя технологические патрубки, соединенные при помощи фланцев с отдельными трубопроводами: трубопроводом подачи нефти 3 с последовательно установленным горизонтальным распределителем 4, имеющим отверстия определенного диаметра и конфигурации, преимущественно круглого сечения с конусным окончанием расположенными равномерно, направленные перпендикулярно плоскости лотка дегазации и слива 2 позволяющего равномерно распределять нефть по всей ширине лотка 2, трубопроводом верхней подачи очищенного газа 5, позволяющего выполнять периодическую продувку емкости 1 и удаление высвободившегося попутного газа, трубопроводом нижней подачи очищенного газа 6 с отверстиями определенного диаметра, расположенными с определенным шагом равномерно по всей длине данного трубопровода для создания процесса барботирования нефти, способствующего эффективной дегазации, трубопроводом подогрева нефти 7, установленным в нижней части емкости для ускорения процесса дегазации, трубопроводом выхода выделившегося попутного газа 9, препятствующим созданию избыточного давления в емкости 1, трубопроводом выхода товарной нефти 10, расположенным в торцовой части емкости на некотором расстоянии от нижней образующей емкости 1, что препятствует попаданию отложений в товарную нефть, трубопроводом дренажа 12, расположенным в нижней образующей емкости 1. Лоток дегазации и слива 2, имеющий форму П-образного бесступенчатого канала, установлен на легкой, обеспечивающей общую компактность конструкции пространственной раме 8 в верхней части емкости 1 на определенном расстоянии от отметки максимального уровня налива под углом к горизонтальной оси емкости 1, способствующим пленочному стеканию нефти за счет сил поверхностного натяжения. Лоток 2 выполнен в виде съемных секций 13, обеспечивающих простой монтаж, изготовленных из листовой коррозионностойкой стали, неподверженной воздействию сероводорода, при этом конечные секции 14 имеют равномерно расположенные с определенными шагом, размером и конфигурацией отверстия, преимущественно круглой формы верхний, при этом верхнее и нижнее окончание отверстий выполнено конусным, увеличивающие общую площадь плёночного стекания нефти. В емкости 1 выполнен лаз 15 круглой формы для доступа обслуживающего персонала в емкость 1. По краям, вдоль лотка 2 выполнены бортики 11, препятствующие стеканию нефти по продольным краям лотка. На лотке 2, по периметру лаза 15 выполнены бортики 16, препятствующие стеканию нефти через отверстие лаза.

Устройство дегазации нефти работает следующим образом.

По трубопроводу 3 подачи нефть с минимальным давлением подаётся в горизонтальный распределитель 4 и через отверстия в нижней части стекает перпендикулярно на плоскость в начале лотка дегазации и слива 2, который расположен под наклоном. Далее нефть тонким слоем за счет наклона лотка дегазации и слива 2 распределяется и течет по всей площади поверхности, ограничиваясь бортиками 11 с одновременным испарением газовой фазы. Неполностью дегазированная нефть, дойдя до конечных секций 14 лотка дегазации и слива 2, частично удаляется в виде капель через отверстия, выполненные в конечных секциях 14, а оставшаяся часть нефти, огибая бортик 16 лаза 15, скапывает в виде капельных струй пленочным отеканием тыльной стороны лотка дегазации и слива 2.

При скапывании нефти и продувке емкости 1 очищенным газом, подаваемым по трубопроводу верхней подачи очищенного газа 5 происходит внутреннее колебание, способствующее эффективной дегазации нефти. Накапливающаяся в емкости 1 нефть подогревается трубопроводом подогрева 7, барботируется очищенным газом, подаваемым по трубопроводу нижней подачи очищенного газа 6 через отверстия равномерно выполненные в трубопроводе, что также приводит к эффективной дегазации нефти. Выделившийся из нефти попутный газ выдувается из емкости 1 через трубопровод выхода выделившегося попутного газа 9 на факельную систему (не показана). Дегазированная нефть выходит по трубопроводу выхода товарной нефти 10.

Заявленное техническое решение за счет комплексного подхода: простота конструкции, использование материалов, стойких к коррозионному воздействию сероводорода, применение подогрева, барботирования и продувки позволяет повысить эффективность дегазации (подготовки) нефти, уменьшить время процесса подготовки с сохранением условий безопасной эксплуатации устройства, при этом обеспечивается общая эффективность работы нефтегазового промысла.

Изобретение относится к области разделения текучих сред, в частности, к газожидкостным сепараторам и может быть использовано на нефтеперерабатывающих предприятиях при подготовке нефти к переработке. Устройство содержит горизонтальную емкость, включающую в себя технологические патрубки, соединенные при помощи фланцев с отдельными трубопроводами: трубопроводом подачи нефти с последовательно установленным горизонтальным распределителем, имеющим отверстия, направленные перпендикулярно плоскости лотка дегазации и слива, трубопроводом верхней подачи очищенного газа, трубопроводом нижней подачи очищенного газа с отверстиями для создания процесса барботирования нефти, трубопроводом подогрева нефти, установленным в нижней части емкости, трубопроводом выхода выделившегося попутного газа, трубопроводом выхода товарной нефти, дренажа. Лоток дегазации и слива, имеющий форму П-образного бесступенчатого канала, установлен на легкой пространственной раме на определенном расстоянии от отметки максимального уровня налива под углом к горизонтальной оси емкости. Технический результат заключается в повышении эффективности подготовки (дегазации) нефти, уменьшении времени процесса подготовки, а также простоте конструкции, при этом обеспечивается общая эффективность работы нефтегазового промысла. 3 з.п. ф-лы. 5 ил.

1. Устройство дегазации нефти, содержащее горизонтальную емкость, трубопровод подачи нефти с последовательно установленным горизонтальным распределителем, расположенный под углом к горизонтальной оси емкости перфорированный лоток дегазации и слива, состоящий из отдельных секций и имеющий бортики, технологические патрубки, соединенные при помощи фланцев с трубопроводом вывода газа и трубопроводом вывода товарной нефти, отличающееся тем, что дополнительно содержит трубопровод подачи очищенного газа, расположенный в верхней части емкости, трубопровод подачи очищенного газа, имеющий отверстия для барботирования нефти и трубопровод подогрева нефти, расположенные в нижней части емкости.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что горизонтальный распределитель имеет отверстия, перпендикулярные плоскости лотка дегазации и слива.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лоток дегазации и слива имеет форму П-образного бесступенчатого канала, установленного на пространственной раме.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что перфорированными выполнены конечные секции лотка дегазации и слива.