СОБЫТИЯ

Руководство РусХимАльянса приедет на конференцию «НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКА - 2019»

Руководители комплекса по переработке этаносодержащего газа ООО «РусХимАльянс» примут участие в IXежегодной конференции «Модернизация производств для переработки нефти и газа» (НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКА - 2019). Представители ...

Россия начала финальный этап укладки «Северного потока – 2»

Проект строительства газопровода «Северный поток – 2» завершен на три четверти. Оператор проекта - Nord Stream 2 - приступил к укладке финальной части трубы. «По дну Балтийского моря в водах России, Финляндии, Швеции и ...

Тюменские ученые придумали, как добывать нефть из исчерпанных месторождений

Они обнаружили, что суспензия наночастиц плоского графита проявляет свойства вытесняющей жидкости на границе раздела «нефть-вода». Большинство нефтяных месторождений на грани истощения. Чтобы достать всю возможную нефть, ...

Россия и Китай совместно изучат арктический шельф Сибири

В ходе первой совместной экспедиции ученые двух стран планируют выполнить ряд исследований в области морской геологии, топографии, физической океанографии, морской химии и ряда других направлений. Районы и основные направления исследований ...

В Санкт-Петербурге пройдет выставка "Рос.Газ.Экспо"

http://www.rosgasexpo.ru/about/

Глубокая очистка нефти от сероводорода в промысловых условиях до новых требований Технического регламента Евразийского экономического союза ТР ЕАЭС 045/2017

  Аслямов И.Р., Аюпова Н.Р., Вильданов А.Ф., Корнетова О.М., Мазгаров А.М.,

  АО «Волжский научно-исследовательский институт углеводородного сырья»             

  Минхаеров Р.Г., Назаров М.В., Хуснутдинов Р.Н. ООО «ТНС-Развитие»

 

  В статье представлена информация о внедрении технологии окислительно-каталитической очистки нефти от сероводорода и меркаптанов – процесс ДМС-1МА в условиях промысла на Студенцовском месторождении путем монтажа установки с использованием существующего оборудования. Приведены принципиальная технологическая схема установки и результаты аналитического контроля содержания сероводорода в нефти до и после очистки в период пуско-наладочных работ.

 

  Очистка нефти от сероводорода и меркаптанов C1-C2 на промыслах до соответствия требованиям ГОСТ Р 51858-2002 производится отдувом сухим газом, нейтрализацией химическими реагентами, окислением кислородом воздуха [1, 2]. Каждая из этих технологий имеет свои достоинства и недостатки.

  Отдув сероводорода из нефти сухим газом возможен только при наличии в составе установки подготовки нефти узла очистки кислого газа с утилизацией сероводорода превращением в элементную серу. Следует отметить, данный способ требует большого расхода сухого газа, что не только ухудшает экономические показатели процесса, но и приводит к ощутимой потере легких углеводородов нефти.

  Широкое распространение получили технологии с применением нейтрализаторов на основе формальдегида или триазина (аминоформальдегидные смеси) как наиболее простые, не требующие больших капитальных затрат. Несмотря на эффективность аминоформальдегидных смесей как нейтрализаторов сероводорода, они имеют ряд серьезных недостатков [3, 4], а именно:

-        высокая токсичность из-за содержания формальдегида, ПДК которого (0,5 мг/м3) в 20 раз меньше, чем сероводорода (10 мг/м3) [5];

-        большой расход и высокая стоимость;

-        низкая скорость реакции с сероводородом и меркаптанами.

  С 1 июля 2019 года вступил в силу новый Технический регламент Евразийского экономического союза ТР ЕАЭС 045/2017 «О безопасности нефти, подготовленной к транспортировке и (или) использованию», который ужесточает требования к нефти, подлежащей транспортировке по магистральным трубопроводам или переработке. Данный регламент накладывает ограничение на содержание сероводорода (не более 20 ppm) и суммарное содержание метил- и этилмеркаптанов (не более 40 ppm) в транспортируемой нефти. Для достижения содержания сероводорода 20 ppm после очистки в соответствии с новыми требованиями вместо 100 ppm по ГОСТ Р 51858-2002 потребуется пропорциональное увеличение дозировки нейтрализатора, а следовательно, возрастет вероятность отрицательных последствий от его применения. Кроме того, увеличение дозировки нейтрализаторов оказывается экономически непривлекательным из-за их высокой стоимости. Так, затраты при использовании аминоформальдегидных нейтрализаторов составляют 80-90 рублей на тонну нефти при содержании сероводорода 250÷400 ppm.

  ООО «ТНС-Развитие» на Студенцовском месторождении Самарской области более 6 лет использовало для очистки нефти от сероводорода нейтрализаторы на основе формальдегида. В 2018 году произошло значительное снижение пропускной способности нефтепровода (Ø150 мм, L=10 км), по которой подготовленная нефть транспортируется до пункта приема. Авторами [4, 6] было доказано образование труднорастворимого полимера – полиметиленсульфида при взаимодействии формальдегида с сероводородом.

  Именно этот полимер в смеси с механическими примесями был обнаружен в нефтепроводе.

  Поиск эффективных технологий, позволяющих гарантированно решить проблему очистки нефти от сероводорода до его остаточной концентрации менее 20 ppm без использования нейтрализаторов на основе формальдегида, привел специалистов ООО «ТНС-Развитие» к выводу о целесообразности внедрения на ДНС-215 Студенцовского месторождения окислительно-каталитической технологии очистки нефти ДМС-1МА, разработанной АО «ВНИИУС» [7, 8]. Суть процесса заключается в окислении сероводорода до элементной серы и меркаптанов в дисульфиды. Окисление проводится в присутствии катализаторного комплекса (КТК) при давлении 0,4-1 МПа и температуре 50-60ºС. Расход катализаторного комплекса для очистки до требуемых норм составляет     0,2-0,6 кг на тонну сырья в зависимости от исходного содержания сероводорода и меркаптанов.

  При окислении сероводорода сначала происходит его поглощение аммиаком с образованием гидросульфида аммония (1). Затем гидросульфид аммония окисляется до элементной серы (2) с регенерацией аммиака.                                                 

  При поглощении низкомолекулярных меркаптанов аммиаком образуется меркаптид аммония (3), который затем окисляется до дисульфидов (4).

  Процесс ДМС-1МА впервые был внедрен на УПВСН «Кутема» НГДУ «Нурлатнефть» ПАО «Татнефть». Мощность установки 2 млн. т/год [3]. Процесс       ДМС-1МА на УПВСН «Кутема» позволяет очищать нефть до значений не выше 20 ppm, что было показано опытно-промышленными пробегами и уже сейчас удовлетворяет требованиям нового ТР ЕАЭС 045/2017.

  По рекомендациям АО «ВНИИУС» ООО «ТНС-Развитие» произвело монтаж установки окислительно-каталитической очистки нефти – процесс ДМС-1МА на        ДНС-215. В качестве реактора был использован существующий газосепаратор, который был реконструирован путем монтажа внутренних устройств. Данная реконструкция выполнена ООО «ИВЦ «Инжехим». Кроме того, в схему были включены компрессор для подачи воздуха и дозировочный насос для дозирования катализаторного комплекса. Пуск установки ДМС-1МА осуществлен в мае 2019 г.

  Необходимо отметить, что объект ДНС-215 – обычная компактная дожимная насосная станция с предварительным сбросом воды, ограниченным набором емкостей, без резервуарного парка. Важной особенностью данного проекта является то, что впервые процесс окислительно-каталитической технологии очистки нефти от сероводорода реализован в промысловых условиях, а не на установке подготовки нефти.

  Принципиальная технологическая схема установки окислительно-каталитической очистки нефти от сероводорода на ДНС-215 Студенцовского месторождения представлена на рис.1.

  Стабилизированная нефть после блока сепарации и обезвоживания самотеком поступает в сепаратор (буферную емкость) ТЕ-1, далее из ТЕ-1 насосом Н-1 подается в смеситель М-1. В смеситель М-1 компрессором К-1 подается сжатый воздух и дозировочным насосом НД расчетное количество катализаторного комплекса. Далее смесь нефти, КТК и растворенного воздуха поступает в реактор колонного типа Р-1 (модернизированный существующий газосепаратор). В реакторе Р-1 при температуре нефти 40-55°С и давлении 0,5-0,7 МПа происходит окисление сероводорода кислородом воздуха в присутствии КТК с образованием элементной серы по реакциям (1) и (2) и меркаптанов по реакциям (3) и (4) с образованием дисульфидов.

 

 

  После реактора очищенная от сероводорода нефть поступает в сепаратор ТE-2, где при снижении давления до 0,1-0,2 МПа сепарируется отработанный воздух, а нефть насосом Н-2 откачивается в пункт приема – СИКНС ООО «ТНС-Развитие» при УПН с ПСП «Калиновый Ключ» ООО «Татнефть-Самара».

  В табл. 1 приведены результаты анализа проб нефти на содержание сероводорода до и после очистки во время пусконаладочных работ установки окислительно-каталитической очистки нефти от сероводорода на ДНС-215 Студенцовского месторождения.

 

 

 

  В нефти на ДНС-215 Студенцовского месторождения содержание меркаптанов   С12 не превышает 20 ppm, что соответствует требованиям. Однако содержание общей меркаптановой серы в нефти доходит до 815 ppm. Анализы показали, что при окислении происходит снижение содержания общей меркаптановой серы до 590 ppm, т.е. окисляются также и меркаптаны С3 и выше.

  Как видно из таблицы, окислительно-каталитическая технология обеспечивает глубокую очистку нефти от сероводорода при регламентном режиме работы.

  Капитальные затраты на реализацию технологии на ДНС-215 составили 14,5 млн. рублей, включая затраты на строительно-монтажные работы. Эксплуатационные затраты на катализаторный комплекс составляют 21 руб. на тонну нефти.

   ВЫВОДЫ:

  1. Технология окислительно-каталитической очистки нефти от сероводорода и меркаптанов ДМС-1МА позволяет провести эффективную очистку нефти на промыслах с наименьшими эксплуатационными затратами. При этом очищенная нефть удовлетворяет требованиям Технического регламента Евразийского экономического союза ТР ЕАЭС 045/2017 по содержанию сероводорода и меркаптанов.

  2. Установка очистки нефти от сероводорода и меркаптанов (процесс ДМС-1МА) имеет простое аппаратурное оформление, благодаря чему возможно внедрение данной технологии с минимальными капитальными затратами с включением в схему существующего оборудования. Данный вариант привлекателен также для малых нефтяных компаний.

  3. Стабильность работы установки окислительно-каталитической очистки нефти от сероводорода на ДНС-215 Студенцовского месторождения, обеспечивающего очистку до содержания сероводорода менее 5 ppm в течение двух месяцев эксплуатации после пуска, позволяет рекомендовать данную технологию для внедрения всем нефтяным компаниям.

   ЛИТЕРАТУРА

1)       Мазгаров А.М., Вильданов А.Ф., Коробков Ф.А., Комлева Т.И. и др. Промысловая очистка нефтей от сероводорода и меркаптанов // Экспозиция Нефть Газ. – 2015. № 5 (44). С. 71-74.

2)       Сахабутдинов Р.З., Шаталов А.Н., Гарифуллин Р.М., Шипилов Д.Д. и др. Технологии очистки нефти от сероводорода // Нефтяное хозяйство. – 2008. № 7. С. 82-85.

3)        Вильданов А.Ф., Аслямов И.Р., Хрущева И.К. и др. Окислительно-каталитический процесс ДМС-1МА для очистки тяжелых нефтей от сероводорода и меркаптанов // Нефтяное хозяйство. – 2012. № 11. С. 138-140.

4)       Вартапетян А.Р., Зуйков А.А., Монахов А.Н., Федоров И.И. О проблеме образования нетипичных сероорганических отложений в теплообменном оборудовании установок первичной переработки нефти // Научно-технический вестник ОАО «НК «Роснефть». – 2016. № 4. С. 82-86.

5)       Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

6)       Тыщенко В.А., Федоров И.И., Чернова М.М., Чернова В.М. и др. Моделирование процесса образования отложений, вызванных применением формальдегидсодержащих поглотителей сероводорода // Технологии нефти и газа. – 2017. № 2. С. 14-17.

7)       Аслямов И.Р., Копылов А.Ю., Аюпова Н.Р. и др. Новая технология промысловой очистки нефти от сероводорода // Нефтяное хозяйство. – 2008. № 12. С. 93-95.

8)       Мазгаров А.М., Гарифуллин Р.Г., Шакиров Ф.Г. и др. Способ очистки тяжелой нефти от сероводорода // Патент РФ № 2272065. 10.06.2006.

 

 

НГС 3(36)2019


Категория статьи: Наука

К содержанию журнала
Яндекс.Метрика