Brevet FR2600338A2 — publié le 19871224

FR 2600338 A2 19871224 FR 8608856 A 19860619 Procédé oour le traitement des effluents des chamDs Detroliers. Dans la demande de brevet principal déposée le 26.6.1985 sous le nb 85 09 730 , on a décrit un procédé de traitement des champs pétroliers, caractérisé en ce que Lesdits effluents sont détendus dans un premier séparateur d'où l'on recueille séparément un gaz et une huile, qu'au moins ladite huile est soumise à un traitement de dééthanisation, que les gaz provenant du premier séparateur auxquels sont éventueLLement ajoutés les gaz provenant dudit traitement de dééthanisation sont traités de façon à en extraire les hydrocarbures contenant au moins 3 atomes de carbone qu'ils contiennent, et que lesdits hydrocarbures sont réinjectés dans le "brut stabilisé" provenant du traitement de dééthanisation. L'idée centrale de L'invention consiste donc : - à choisir de dééthaniser les effluents liquides, en particulier L'huile provenant du premier séparateur, - à récupérer les hydrocarbures ayant plus de 3 atomes de carbone contenus dans les gaz des effluents et les gaz provenant de ladite dééthanisation. Par dééthanisation, on entend toute opération physique ayant pour but d'enlever la totalité de l'éthane contenu dans les effluents liquides et dans L'huile sortant du premier séparateur. Il va sans dire que cette dééthanisation est en partie déjà réalisée dans le premier séparateur lorsque L'on y sépare les gaz volatils et l'huile. Cette dééthanisation est réalisable par tout moyen physique connu comme par exemple le chauffage de l'huile à une température suffisante (de l'ordre de 70"C) et/ou la distillation dans une colonne classique.On notera également que cette dééthanisation provoquera l'élimination, du "brut stabilisé" recueilli, des produits plus légers que l'éthane contenus généralement dans les effluents, à savoir le méthane, l'azote, le gaz carbonique, l'hydrogène, l'hydrogène sulfuré La récupération des hydrocarbures contenant plus de 3 atomes de carbone contenus dans les gaz peut se faire par divers moyens. Le moyen préféré selon l'invention consiste tout d'abord à refroidir les gaz jusqu'à une température d'environ 15"C (température à laquelle Les hydrates d'hydrocarbures commencent à se former), puis à sécher le gaz ainsi refroidi, puis à soumettre Le gaz sec à une condensation à une température plus basse pouvant aller jusqu'à -1600C, les condensâtes provenant de ladite condensation étant récupérés, dééthanisés et recyclés dans le brut stabilisé. Parmi les modes particuliers de mise en oeuvre de l'invention, on a indiqué dans L'exemple 5 un procédé dans lequel la dééthanisation était obtenue en utilisant les hydrocarbures Légers (de préférence propane, sinon butanes ou à la rigueur pentanes) que l'on a récupérés dans le procédé selon l'inventi-on. Comme ces hydrocarbures légers sont obtenus liquides, ils sont introduits dans une tour de vaporisation (strippage) pour réaliser la dééthanisation du pétrole brut. La présente demande vise à décrire un schéma optimisé pour la réalisation de ce mode de mise en peuvre de l'invention décrite et revendiquée dans le brevet principal. Ce schéma optimisé, représenté sur la figure unique, implique un certain nombre d'opérations, chacune desdites opérations étant effectuée dans une section de l'installation. Les opérations sont les suivantes : - récupération de tous Les effluents gazeux et liquides aisponibles sur le champ pétrolier. C'est le rôle de la section 1, - récupération de tous les C5+, de la majeure partie des C4 et d'une grande partie des C3 contenus dans les gaz. C'est le rôle de la section 3, - dééthanisation des condensats obtenus à partir des gaz. C'est le rôle de la section 4, - dééthanisation des effluents liquides du champ pétrolier. C'est le rôle de la section 5. La description de ces diverses sections (cf. figure unique) est : Section 1- La section 1 est généralement constituée par les équipements de séparation déjà existants sur le terrain. Un simple réaménagement de ces équipements permet, la plupart du temps, d'atteindre le but fixé. Section 2 La section 2 effectue la recompression et le refroidissement convenabla de tous les gaz qui alimentent la section 3. Effluents gazeux (4) du champ pétrolier (lorsque leur pression n'est pas suffisante). Gaz de recyclage : gaz (7) et (9) venant de la dééthanisation des condensats (s'ils contiennent encore des composants lourds); gaz (6) venant de la dééthanisation des effluents Liquides. Section 3 La section 3 effectue un traitement efficace des gaz (10) par turbine de détente (GC-lOl) précédée d'une condensation à -150C(FA-101) et d'un séchage (DA-101) avec récupération des frigories (EA-103 et EA-104). Les gaz, portés à très basse température (pouvant aller jusqu'à -1600C) et à pression convenable (ni trop basse, ni, également, trop élevée) dans le ballon FA-l02, sont débarrassés de la totalité des C5+, de La majeure partie des C4 et d'une grande partie des C3. Les condensats récupérés (7) et (9) contiennent des composants Légers qui sont envoyés à la section 4 pour être strippés. Section 4 La section 4 effectue le strippage des composants Légers contenus dans les condensats C7) et (9) récupérés à partir du gaz. Elle produit un condensat (11) parfaitement dééthanisé et convenablement dépropanisé et un gaz (12) qui est soit envoyé à la torche, soit envoyé à la section 6 de recompression des gaz traités, soit (s'il contient encore des composants lourds intéressants) recyclé dans la section 2. Section 5 La section 5 effectue la dééthanisation des effluents liquides par un procédé nouveau et original qui fait l'objet de la revendication 4 de la demande de brevet princiDa1. Pour dééthaniser un mélange d'hydrocarbures liquides, il faut et il suffit de faire passer ce liquide à contre-courant avec un gaz qui': ne contienne pas d'éthane, ne se condense pas totalement au contact du liquide Dans tous les procédés employés jusqu a présent, le gaz de strippage est obtenu par chauffage du liquide lui-même, après sa dééthanisation. Une grande partie de l'énergie est alors utilisée pour chauffer le liquide qui ne se vaporise qu'à température élevée, d'où des équipements considérables de fours, de fluides caloporteurs, d'échangeurs de récupération, d'échangeurs de refroidissement, avec vannes, instrumentations, etc. Dans le nouveau procéaé (objet de la revendication 4), le gaz de strippage est ootenu par injection du condensat parfaitement dééthanisé au fond d'une cotonne d'absorption-strippage DA-103. Ce condensat génère une vapeur qui ne contient pas d'éthane, reste (au moins partiellement) vapeur, puisque, aans les conditions de pression et de température de ta colonne DA-103, le liquide injecté en tête (effluents liquides des puits) ne peut à la fois conserver les composants légers qu'il contient (thane et plus légers) et absorber les C3, C4 et C5+ du condensat. Il y a donc remplacement progressif de l'éthane du liquide par les composants plus lourds apportés par le condensat. Les avantages du nouveau procédé sont les suivants - un contrôle rigoureux et fidèle de la tension de vapeur du brut stabilisé obtenu en fond de colonne (5) par réglage de la pression de la colonne, - une élimination complète de tout le système de chauffage et de refroidissement du brut : économie d'investissement; réduction des consommations d'utilités, - une simplification et une sécurité des opérations en particulier, le brut n'a pas besoin d'être transporté. On remplace uniquement le dernier étage de détente atmosphérique par la colonne d'absorption-strippage.En cas d'arrêt de l'uni té de traitement, la colonne fonctionne comme un simple séparateur atmosphérique et aucune perturbation n'est apportée à la production de brut stabilisé, sans la moindre intervention des opérateurs, - une simplification du traitement de l'huile qui, n'étant pas chauffée, n'a plus besoin d'être dessalée, - le tout accompagné d'une meilleure dééthanisation, donc d'une plus grande possibilité de réinjection desC4 et des C3, avec un meilleur gain de production d'huile, . une plus grande augmentation de la densité API de l'huile, un plus grand abaissement de la viscosité de cette huile (intéressant pour les bruts très visqueux). Section 6 La section 6 effectue la recompression des gaz traités (10) et (12) lorsqu'ils sont destinés à alimenter un gazoduc haute pression. Le gaz (12) est quelquefois recyclé dans la section 2 pour être retraité et augmenter la récupération de propane. REVENDICATION Procédé de traitement des effluents des champs pétroliers, dans lequel lesdits effluents sont détendus dans un premier séparateur d'où l'on recueille séparément un gaz et une huile, ladite huile étant soumise à un traitement de dééthanisation, et les gaz provenant du premier séparateur auxquels sont ajoutés les gaz provenant dudit traitement de dééthanisation étant traités de façon à en extraire les hydrocarbures contenant au moins 3 atomes de carbone qu'ils contiennent, et lesdits hydrocarbures étant réinjectés dans le "brut stabilisé" provenant du traitementRde dééthanisation, ledit procédé étant caractérisé en ce que le traitement de dééthanisation de ladite huile est réalisé dans une colonne de strippage alimentee,d'une part, dans sa partie haute avec ladite huile et, d'autre part, dans sa partie basse avec un liquide constitué par un condensat dééthanisé, constitué pour l'essentiel d'hydrocarbures en C3, C4 et éventuellement C5, provenant d'une séparation d'avec le mélange gazeux riche en éthane extrait de ladite huile et les gaz provenant directement des effluents.