Отделение газа от нефти (технология стабилизации нефти)

Процесс физической стабилизации нефтей предназначен для удаления газовых компонентов. Вследствие высокого давления насыщенных паров газы выделяются из нефти при температуре окружающей среды, унося с собой ценные легкие компоненты бензиновых фракций, при этом возрастает пожароопасность.

Таблица – Давление насыщенных паров (МПа)

Такое испарение наблюдается в резервуарах, при наливе нефти и н/п, потери могут достигать 5%-10% масс. Кроме того, присутствие в нефтях газов способствует образованию в трубопроводах газовых пробок, что затрудняет транспортирование нефти и н/п.

Потери от испарения: за счет малых дыханий, больших и выкипания легких компонентов. Малые дыхания – происходят ежедневно из-за испарения от изменений температуры окружающей среды: в дневное время газовоздушная смесь расширяется в результате нагрева и по достижении определенной величины давления срабатывает дыхательный клапан, происходит выброс в атмосферу «выдох». Ночью пары конденсируются, создается частичный вакуум и через вентиляционные отверстия подсасывается воздух «вдох».Для 5-тысячника потери эти могут достигать 70т/год, а для 20-тысячника – уже 180 т/год).

Большие дыхания – при откачке жидкости из резервуара паровое пространство заполняется парами, выделяющимися с поверхности оставшейся жидкости. Когда же резервуар заполняется, объем газовоздушной смеси вытесняется поступающей жидкостью в атмосферу.

Потери от кипения – образуются в условиях, когда жидкость нагревается до температуры кипения и возникает интенсивное парообразование (солнечная сторона корпуса резервуара). Это явление редкое.

Для борьбы с этими потерями, снижения пожароопасности (за счет предотвращения попадания воздуха) и исключения загрязнения атмосферы сооружаются системы улавливания продуктов испарения. Используются резервуары с герметичными крышами, широкое распространение получили резервуары с плавающими крышами. Резервуары бывают сборные на болтах (1600 м³) и сварные (80 м³), с конусными, сферическими и плоскими крышами. Легкость транспортировки и повторного монтажа составляют преимущества резервуаров, собранных на болтах.

Однако, эти методы не устраняют причину потерь легких углеводородов. Радикальным методом борьбы с потерями легких углеводородов является стабилизация нефти, которую осуществляют на промысле и на НПЗ. Для стабилизации нефти на промысле используют сепарацию одно- или многоступенчатую.

Вторая схема сепарации газа от нефти эффективна при высоком газовом факторе, а также, когда давление на устье добывающей скважины высокое. Сепараторы бывают вертикальные, горизонтальные и сферические.

Эффективность сепаратора определяется площадью раздела фаз. Поэтому горизонтальные сепараторы используются при высоком газовом факторе, вертикальные – при низком, а сферические – в промежутке.

На НПЗ для стабилизации нефти применяют одноколонные установки, а двухколонные - когда стабилизации подвергается газовый бензин (1-для нефти, 2-для бензина). 2-хколонные схемы используют для нефтей с высоким содержанием растворенных газов – более 1,5%мас.

Технологическая схема приводится на рисунке 2.2.

Подготовленная на промысле нефть поступает в сепаратор и далее в ректификационную колонну, в которой за счет подвода тепла внизу колонны от нее отпариваются легкие углеводы, которые конденсируются в конденсаторе-холодильнике, а в сепараторе разделяются несконденсированный газ и жидкая фаза, содержащая углеводороды С₃-С₅.

Если подготовленная на промысле нефть имеет в своем составе более 1,5% газа, то применяется 2-ступенчатая стабилизация.

Рисунок 2.2 Технология одноколонной стабилизации нефти

В результате стабилизации легкой нефти из нее полностью удаляется метан, этан и на 95% пропан, при этом давление насыщенных паров нефти при 40⁰С снижается с 0,85 до 0,03 МПА, это гарантирует постоянство ее фракционного состава при транспортировании и хранении.

Сырая нефть – С₁ С₂ С₃ С₄ С₅ С₆ С₇ ……

0,6 2,3 2,7 2,3 3,6 7,0 81,5