НАСОСНО-ЭЖЕКТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА И ДРУГИХ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ

Полезная модель относится к струйной технике, преимущественно к насосно-эжекторным установкам для утилизации и очистки от примесей углеводородосодержащего газа, преимущественно попутного нефтяного газа, с последующей его подачей в магистральный трубопровод или, например, в котельную установку.
Известна насосно-эжекторная установка, содержащая струйный аппарат для сжатия газообразной среды, насос для подачи жидкой среды в сопло струйного аппарата и подключенный к выходу струйного аппарата сепаратор для разделением в нем газожидкостной смеси на газообразную и жидкую среды, подачу газообразной сжатой среды потребителю и отвод жидкой среды на вход насоса (см. авторское свидетельство SU №866298, кл. F04F 5/54, 23.09.1981).
Однако данная насосно-эжекторная установка предназначена только для сжатия газа с целью его дальнейшей транспортировки, что сужает область ее использования.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является насосно-эжекторная установка для очистки углеводородосодержащего газа от сероводорода и других кислых компонентов, содержащая струйный аппарат, подключенный входом газа к источнику углеводородосодержащего газа, входом жидкости к выходу насоса и выходом газожидкостной смеси к сепаратору, который выходом жидкости подключен к входу в насос и выходом газа подключен к входу газа в абсорбционную колонну, подключенную входом жидкости к источнику жидкости- сорбента и выходом газа к потребителю очищенного углеводородосодержащего газа (см. патент RU 2054583, кл. F04F 5/54, 20.02.1996).
Данная насосно-эжекторная установка обеспечивает эффективную очистку углеводородосодержащего газа от сероводорода и других кислых компонентов при использовании жидкости-сорбента в полностью замкнутом контуре ее циркуляции. Однако при этом требуется установка для регенерации жидкости-сорбента с извлечением из нее сероводорода и других кислых компонентов с последующей утилизацией этих примесей. Это повышает материалоемкость установки, увеличивает затраты энергии на ее эксплуатацию и усложняет использование такой установки с регенерацией жидкости-сорбента на нефтяных и газоконденсатных месторождениях.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является уменьшение энергетических затрат и материалоемкости установки путем очистки углеводородосодержащего газа от примесей сероводорода и других кислых компонентов с помощью использования воды в качестве жидкости-сорбента, с последующей закачкой этой воды в пласт через нагнетательную скважину. Таким образом, закачиваемая в пласт вода используется и для очистки от примесей низконапорных углеводородосодержащих газов образующихся на нефтяных и газоконденсатных месторождениях.
Технический результат заключается в уменьшении материалоемкости и эксплуатационных затрат, при обеспечении необходимой степени очистки углеводородосодержащего газа от сероводорода и других кислых компонентов.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что насосно-эжекторная установка для очистки углеводородосодержащего газа от сероводорода и других кислых компонентов содержит струйный аппарат, подключенный входом газа к источнику углеводородосодержащего газа, входом жидкости к выходу насоса и выходом газожидкостной смеси к сепаратору, который выходом жидкости подключен к входу в насос и выходом газа подключен к входу газа в абсорбционную колонну, подключенную входом жидкости к источнику жидкости- сорбента и выходом газа к потребителю очищенного углеводородосодержащего газа, при этом абсорбционная колонна выходом жидкости подключена к сепаратору, который выходом избытка жидкости подключен к нагнетательной скважине, а в качестве жидкости-сорбента использована вода.
В качестве жидкости-сорбента может быть использована подтоварная вода.
В качестве жидкости-сорбент может быть использована артезианская вода.
Предпочтительно, сепаратор выходом избытка жидкости подключен к нагнетательной скважине через нагнетательный насос.
На чертеже представлена схема насосно-эжекторной установки для очистки углеводородосодержащего газа.
Насосно-эжекторная установка для очистки углеводородосодержащего газа от сероводорода и других кислых компонентов содержит струйный аппарат 1, подключенный входом газа к источнику 2 углеводородосодержащего газа, входом жидкости к выходу насоса 3 и выходом газожидкостной смеси к сепаратору 4, который выходом 5 жидкости подключен к входу в насос 3, формируя таким образом контур циркуляции (струйный аппарат 1 - сепаратор 4 - насос 3 - струйный аппарат 1) рабочей жидкости установки. Рабочая жидкость состоит в основном из жидкости-сорбента и находящихся в ней примесей, содержание которых на разных участках контура циркуляции различно. Выходом 6 газа сепаратор 4 подключен к входу газа в абсорбционную колонну 7, которая входом 8 жидкости подключена к источнику 9 жидкости-сорбента и выходом 10 газа подключена к потребителю очищенного углеводородосодержащего газа. Кроме того, абсорбционная колонна 7 выходом 11 жидкости подключена к сепаратору 4, при этом сепаратор 4 выходом 12 избытка жидкости подключен к нагнетательной скважине 13. В качестве жидкости-сорбента использована вода, в частности может быть использована подтоварная вода от источник 14 подтоварной воды, например, установки комплексной подготовки газа, или артезианская вода из артезианской скважины 15.
Сепаратор 4 выходом 12 избытка жидкости может быть подключен к нагнетательной скважине 13 как непосредственно, так и через нагнетательный насос 16 или через выход 5 жидкости из сепаратора 4 и насос 3.
Источник 14 подтоварной воды или артезианская скважина 15 подключены, предпочтительно, через подпорный насос 17 к абсорбционной колонне 7 и, предпочтительно, к контуру циркуляции рабочей жидкости для его подпитки жидкостью-сорбентом.
Контур циркуляции рабочей жидкости содержит теплообменник 18 для съема избытка тепла от рабочей жидкости.
Предварительно сепаратор 4 заполняют до заданного уровня жидкостью-сорбентом, например, подтоварной водой. При работе установки насос 3 подает в сопло струйного аппарата 1 из сепаратора 4 рабочую жидкость, которая представляет собой жидкость-сорбент с растворенными в ней в процессе работы установки примесями. Рабочая жидкость истекает из сопла струйного аппарата 1 под давлением, как правило, не менее 2,0 МПа и увлекает из источника 2 в струйный аппарат 1 углеводородосодержащий газ подлежащий очистке. В струйном аппарате 1 образуется газожидкостная смесь, причем активная турбулизация потока в струйном аппарате 1 и сжатие смеси ведут к интенсивной абсорбции примесей, в частности сероводорода, из углеводородосодержащего газа. Сжатый до заданной величины и частично очищенный от примесей углеводородосодержащего газ отделяется в сепараторе 4 от насыщенной примесями рабочей жидкости и отводится в абсорбционную колонну 7. В абсорбционную колонну 7, подают подпорным насосом 17 свежую жидкость-сорбент из источника 14 подтоварной воды или артезианской скважины 15. Жидкость-сорбент в колонну 7 подают в противотоке частично очищенному от примесей в сепараторе 4 углеводородосодержащему газу, что позволяет дополнительно очистить углеводородосодержащий газ от оставшихся в нем примесей. Из абсорбционной колонны 7 очищенный углеводородосодержащий газ подается потребителю, а жидкость-сорбент поступает в сепаратор 4, обновляя таким образом циркулирующую через него жидкость-сорбент. Одновременно, образующийся избыток рабочей жидкости отводится из сепаратора 4 в нагнетательную скважину 13 для интенсификации добычи из продуктивного пласта добываемой среды, в частности нефти. Избыток рабочей жидкости может быть отведен из сепаратора 4 в нагнетательную скважину 13 как непосредственно, так и с помощью нагнетательного насоса 16 или с помощью насоса 3, в зависимости от конкретных параметров нагнетательной скважины 13.
При необходимости возможна отдельная подпитка контура циркуляции жидкости-сорбента свежей жидкостью-сорбентом из источника 14 подтоварной воды или артезианской скважины 15.
Таким образом, путем организации процесса абсорбции при повышенном давлении в проточной части струйного аппарата 1, сепараторе 4 и абсорбционной колонне 7, в сочетании с постоянным подводом свежей жидкости-сорбента и отводом избытка рабочей жидкости из контура ее циркуляции в нагнитательную скважину, создаются оптимальные условия по давлению и температуре для абсорбции примесей углеводородосодержащего газа жидкостью-сорбентом и одновременно исключается регенерационная установка жидкости-сорбента. Все это позволило добиться уменьшения материалоемкости установки и снизить энергопотребление при сохранении качества подаваемого потребителю газа.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтегазодобывающей промышленности при утилизации попутного и другого углеводородосодержащего газа, а также в составе установок подготовки газа для его транспортировки от мест добычи.