СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СЕРОВОДОРОДА И МЕРКАПТАНОВ В ПОПУТНОМ НЕФТЯНОМ ГАЗЕ Российский патент 2025 года по МПК B01D53/14 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для снижения количества сероводорода и меркаптанов в попутном нефтяном газе.

Известны способы очистки сероводородсодержащих газов с поглощением сероводорода растворами алканоламинов - МЭА, ДЭА, ТЭА (Коуль А.Л., Резенфельд Ф.С. Очистка газов. - М., 1962. - С. 21-49), где нейтрализация осуществляется путем физико-химической абсорбции, а регенерация сорбента - путем высокотемпературной десорбции. Основная схема процессов очистки газов растворами алканоламинов состоит из абсорбера колонного типа, теплообменников, отпарной колонны и холодильников. Эти способы имеют ряд недостатков: они энергоемки, металлоемки, установки для очистки сложны, кроме того, требуется большой расход сорбентов, а для очистки кислых газов с получением элементарной серы необходимо строительство установки Клауса, хвостовые газы которой также необходимо доочищать от сероводорода. При малых объемах очищаемого газа методы становятся неэкономичными.

Известен способ очистки попутного нефтяного газа (ПНГ) от H2S, заключающийся в прохождении нефтяного газа через слой нейтрализатора сероводорода в реакторе барботажного типа (Схема очистки сероводородосодержащей нефти. / Сафин P.P., Гайдукевич В.В. Исмагилова З.Ф. и др. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2003. - №4. - С. 17-19). Для осуществления способа требуется емкостное оборудование и постоянный контроль за наличием нейтрализатора в реакторе.

Известен способ удаления сероводорода из газовых смесей окислительным методом с использованием электролиза, в котором окисление сероводорода осуществляют раствором, образующимся в прианодном пространстве электролизера в результате электролитического разложения воды (см. патент РФ №2160152, МПК В01D 53/52). Для осуществления способа требуется электролизер с электрооснащением, емкостное оборудование.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является «Способ очистки газа от сероводорода и установка для его осуществления» (патент на изобретение №2116121 С1, кл. B01D 53/14 (1995.01); B01D 53/18 (1995.01); B01D 53/52 (1995.01), опубл. 27.07.1998), заключающийся в нейтрализации сероводорода путем смешивания сероводородсодержащего газа с жидким поглотительным раствором, содержащим в качестве окислителя соединения трехвалентного железа, и последующей регенерации отработанного раствора путем смешивания его с воздухом. Установка для осуществления вышеописанного способа содержит абсорбер, регенератор и сепараторы, при этом каждый абсорбер содержит струйный эжектор с диспергатором и последовательно присоединенный к ним трубопроводный змеевикообразный реактор. К недостаткам данного способа и устройства относятся невозможность отделять конденсат в процессе очистки, склонность к забиванию серой контактной поверхности реактора, для осуществления способа требуется емкостное оборудование.

Технологическая задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении состава применяемого оборудования, повышении эффективности процесса нейтрализации сероводорода и меркаптанов, а также предотвращении забивания трубопроводов, аппаратуры продуктами реакции.

Поставленная задача достигается тем, что для реализации способа используется стандартное оборудование - газопровод-реактор, блок дозирования реагента, форсунки для диспергирования реагента, конденсатосборники, очистное устройство для трубопровода, не требующие капитальных затрат и осуществления строительства.

Отличительным признаком предлагаемого способа является использование в качестве реактора - участка газопровода, совместно с блоком дозирования реагента, узлом распыления, конденсатосборников и очистных устройств.

Необходимость и целесообразность использования в качестве реактора именно участка газопровода, совместно с перечисленным оборудованием, обусловлена возможностью организации эффективной подачи реагента и очистки газопровода от продуктов реакции имеющимся оборудованием с минимальными затратами на переобустройство объекта.

В зависимости от содержания сернистых соединений и геометрических параметров газопровода, перед реализацией изобретения, необходимо сделать акцент на способе контакта ПНГ с нейтрализатором. При использовании в качестве реактора относительно короткого участка газопровода, наибольшая скорость реакции и эффективность очистки достигается в процессе распыления реагента и при дальнейшем контакте на стенке трубопровода. В таких условиях потребуется обеспечить максимальное распыление, путем подбора перепада давления, количества форсунок и их оптимального расположения.

При использовании газопровода протяженной длины, контакт ПНГ с нейтрализатором будет достигаться, как на узле распыления, так и в нижних точках рельефа, путем барботажа ПНГ через нейтрализатор. Такая реализация обеспечивает наиболее мягкие требования к распылению реагента.

При значительной протяженности газопровода, образуется большое пятно контакта по его длине, а также обеспечивается многократный барботаж в нижних точках газопровода, позволяющие пренебречь качеством распыления.

Пример реализации способа с полным набором оборудования и способов иллюстрируется на фигуре.

В состав установки входит газопровод-реактор 1 (участок действующего газопровода в котором происходит процесс нейтрализации), узел распыления 2, блок дозирования реагента 3, конденсатосборник 4, камера пуска очистных устройств 5, камера приема очистных устройств 6.

На фигуре приняты также следующие условные обозначения:

ИГ - исходный газ,

ОГ - очищенный газ,

НПН - направление подачи нейтрализатора сероводорода и меркаптанов.

Исходный газ (линия ИГ), содержащий сероводород и меркаптаны, поступает в газопровод-реактор 1, где происходит смешение потока очищаемого газа с реагентом-нейтрализатором сероводорода и меркаптанов, который подается блоком дозирования реагента 3 через узел распыления 2. Нейтрализатор подается под давлением, выше давления в газопроводе-реакторе на величину, достаточную для эффективного распыления.

Частично прореагировавший нейтрализатор 7 осаждается в газопроводе и в процессе дальнейшего движения потока газа продолжает реагировать, скапливаясь в нижних точках газопровода 8. При заполнении нейтрализатором полного сечения трубопровода в его нижних точках происходит барботаж, который дополняет эффект распыления и обеспечивает полное взаимодействие нейтрализатора с ПНГ. Удаление продуктов химической реакции осуществляется периодически, путем выдавливания жидкости и отложений очистными устройствами в конденсатосборник 4, который опорожняется в автомобильный транспорт для дальнейшей утилизации. Запуск/прием очистных устройств производится через стандартные камеры пуска 5 и приема 6 очистных устройств. Все описанные процессы происходят без дополнительных мероприятий с применением существующего оборудования и не требуют применения энергозатратных и металлоемких установок нагрева, отдувки, электролиза и т.д.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для снижения количества сероводорода и меркаптанов в попутном нефтяном газе. Способ снижения содержания сероводорода и меркаптанов в попутном нефтяном газе заключается в нейтрализации сероводорода и меркаптанов путем подачи жидкого реагента-нейтрализатора блоком дозирования реагента через узел распыления в газопровод-реактор. Газопровод-реактор выполнен с возможностью сбора прореагировавшего реагента-нейтрализатора. А также газопровод-реактор выполнен с возможностью очистки внутренней полости газопровода-реактора путем запуска очистных устройств. Изобретение обеспечивает упрощение состава применяемого оборудования, повышение эффективности процесса нейтрализации сероводорода и меркаптанов, а также предотвращает забивание трубопроводов и аппаратуры продуктами реакции. 1 ил.

Способ снижения содержания сероводорода и меркаптанов в попутном нефтяном газе, заключающийся в нейтрализации сероводорода и меркаптанов путем подачи жидкого реагента-нейтрализатора блоком дозирования реагента через узел распыления в газопровод-реактор, выполненного с возможностью сбора прореагировавшего реагента-нейтрализатора, а также возможностью очистки внутренней полости газопровода-реактора путем запуска очистных устройств.