Технология переработки нефти

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Декабря 2013 в 23:08, реферат

Краткое описание

Нефтеносность Калининградской области связана с геологическими породами старше 500 миллионов лет. И хотя их продуктивный горизонт был давно доступен для освоения, поиск нефтяных и газовых месторождений начался только в середине 50-х годов прошедшего столетия. Геологоразведочные работы привели к открытию первого нефтяного месторождения – Красноборского - в 1968-м году.

Прикрепленные файлы: 1 файл

чеверениди Д.doc

— 136.00 Кб (Скачать документ)

Хорошо обезвоженная и обессоленная нефть при температуре ниже 260 °С практически не оказывает действия на металл. Скорость коррозии углеродистой стали не превышает 0,05 мм/год.

Некоторые нефти содержат сераорганические соединения, отличающиеся низким порогом термостабильности и частично выделяют сероводород при нагревании нефти в процессе ее подготовки на блоке ЭЛОУ. Одновременное присутствие в водной фазе сероводорода и хлороводорода (или хлоридов) приводит к усиленной коррозии оборудования  до 8 мм/год, в то время как в насыщенной сероводородом воде коррозия стали не превышает 0,5 мм/год.

Уменьшить образование  сероводорода с помощью химикотехнологических методов не представляется возможным. Поэтому удаление из нефти большого количества хлорсодержащих соединений (минеральных и органических) способствует снижению низкотемпературной электрохимической коррозии оборудования на установках нефтеперерабатывающих заводов.

Значительная часть  коррозионных примесей нефти находится  в каплях пластовой воды, поэтому сущность процесса обессоливания состоит в наиболее полном удалении из нефти этих капель. Процесс обессоливания связан со значительными сложностями, так как после промысловой подготовки нефти в ней остаются очень мелкие капли воды. При транспортировке и хранении нефти образуется устойчивая водонефтяная эмульсия.

Наиболее простым способом обессоливания нефти является широко используемый в настоящее время  во всем мире отстой капель воды, имеющих  большую плотность, чем нефть, и  поэтому оседающих в нижнюю часть отстойного аппарата под действием силы тяжести. Скорость осаждения этих капель, пропорциональная согласно закону Стокса квадрату ее диаметра и разности плотностей нефти и воды и обратно пропорциональная вязкости нефти, очень мала и для самых мелких капель соизмерима со скоростями броуновского движения и естественной конвекции. При столкновении таких капель воды их коалесценцни не происходит, так как этому препятствует прочная гидрофобная пленка. По мнению многих исследователей в состав пленки входят микрокристаллы парафина, асфальтены, смолистые вещества, органические кислоты, а также металлопорфириновые комплексы ванадия, никеля, железа, магния [1; 2, с. 6].

В процессе обессоливания  пленка вокруг капель разрушается и частично уносится с промывной водой. При низкой температуре, когда вязкость нефти и действие поверхностных сил наиболее значительны, осаждения воды из эмульсии почти не происходит. Для осуществления процесса обессоливания нефти ее нагревают, обрабатывают деэмульгатором, подают в иее промывочную воду и вводят в электрическое поле. С повышением температуры (до некоторых пределов) снижается вязкость нефти и механическая прочность пленок вокруг глобул воды. В результате повышается растворимость в нефти составляющих этот слой веществ и возрастает разность плотностей воды и нефти (в интервале температур от 0 до 120°С У нефти больший коэффициент объемного расширения, чем у воды). Деэмульгатор, вводимый в нефть, адсорбируется на поверхности глобул воды, образуя гидрофильную пленку, т. е. также способствует снижению прочности бронирующих слоев вокруг капелек воды. В результате облегчается коалесценция капель воды, их укрупнение и осаждение. Качество обессоливания нефти в значительной степени зависит от организации процесса смешения нефти с промывочной водой. Содержание воды в нефти, поступающей на НПЗ, может быть менее 1 % (0,2—0,4%), что делает невозможным эффективную коалесцепцию. При введении в нефть промывочной воды (как правило, не менее 2 % от подачи нефти) увеличивается ее концентрация, создается искусственная эмульсия нефти с промывочной водой. Ускорение разделения нефтяной и водной фаз происходит в электрическом поле. Под действием поля капли воды поляризуются, притягиваются друг к другу и сливаются. Однако без ввода в нефть промывочной воды при слиянии могут образовываться «осколки»—капли очень малого размера, которые трудно поддаются последующей коалесценции [1, 3]. При подаче в нефть промывочной воды происходит коалесценция капель находящейся в нефти высокоминерализованной воды с каплями относительно пресной промывочной воды, уменьшение минерализации «осколков» и снижение остаточного содержания солей в нефти. При небольшом содержании солей в нефти (40—50 мг/л) в одну ступень трудно обессолить нефть до остаточного содержания солей 2—3 мг/л в соответствии с современными требованиями. Поэтому большая часть установок ЭЛОУ отечественных НПЗ состоит из двух ступеней обессоливания или из трех, предназначенных для тяжелых труднообессоливаемых нефтей.

Промывочную воду для  уменьшения коррозии трубных пучков сырьевых теплообменников целесообразно вводить перед электродегидраторами (дегидраторами). В настоящее время, как правило, свежую промывочную воду подают на последнюю ступень обессоливания, а сточную воду с каждой ступени используют как промывочную в предыдущей ступени. Снижение доли пресной промывочной воды, содержащей растворенный кислород, способствует уменьшению коррозии аппаратов, трубопроводов стоков ЭЛОУ. 

Повышение октанового числа  бензина

Октановое число – главная характеристика топливной стойкости к детонации (воспламенению). То есть процентное содержание изооктана в смеси с н-гептаном, при котором обеспечена детонационная стойкость. Если октановое число ниже, чем нужно, то регулярное использование такого бензина приведет к детонации, а позже и к поломке самого двигателя. Чаще всего наблюдается преждевременный износ клапанов и седел, и образование сильного нагара.

Повышение октанового числа обеспечивают добавляемые  в топливо парафиновые и ароматические углеводороды разветвленной структуры. Чем насыщеннее запах топлива, тем выше его октановое число. Если хранить бензин в открытой емкости, то его октановое число непременно снизится из-за свойственной летучести. 
Разрабатываемые ведущими производителями современные двигатели могут работать только на топливе с высоким октановым числом. Высокооктановое топливо сгорает с меньшей скоростью, при этом сам процесс проходит плавно, с минимальным давлением на поршни. Двигатели, изначально разработанные под низкооктановое топливо, не могут работать на высокооктановом. В противном случае, понадобится полная замена отдельных деталей двигателя.

Многочисленные способы повышения октанового числа существуют благодаря обилию разнообразных присадок для топлива. 
Тетраэтилсвинец. Широко использовался в СССР до середины 80-х. Это металлоорганическое соединение крайне ядовито и во многом несовместимо с технологией современных автомобилей. Потребитель не проявил должного интереса к этой присадке. Постепенно, от нее полностью отказались. 
Марганцевые присадки. Наносят сильный вред мотору и нейтрализаторам. Из-за губительного влияния на окружающую среду, использование марганцевых присадок запрещено. 
Ферроцен. Присадка с высоким содержанием железа позволяет повысить октановое число бензина. Но в то же время негативно влияет на свечи, образуя на них токопроводящий налет, от которого сложно избавиться. Как следствие – свечи быстро выходят из строя. 
Монометиланилин. Наиболее распространенный тип присадки, как в Европе, так и в России, и в Украине. Монометиланилин в составе топлива снижает расход бензина, уменьшает токсичность выхлопных газов.

Каждый тип  присадки выполняет конкретную функцию. Либо высокоэффективное повышение октанового числа бензина, либо снижение выброса вредных соединений. Поэтому многие из них признаны негативно влияющими на экологию и их использование сейчас запрещено. 
До того как повысить октановое число бензина, следует узнать фактическое число. Делается это в лаборатории моторным либо исследовательским способом. Или можно воспользоваться октанометром. Этот прибор позволяет проводить диагностику самостоятельно, но результат при этом, может быть не точным.

Решение экологических  проблем.

 

Рост  добычи нефти, объемов ее переработки  и транспортировки неизменно  сопровождается загрязнением окружающей среды. С этой проблемой сталкиваются практически в каждом нефтедобывающем  регионе, не исключение и Удмуртия. В «черном списке» экологических  угроз проблемы утилизации и переработки нефтесодержащих отходов стоят на первом месте. В настоящее время в России накоплено гигантское количество нефтешламов – десятки миллионов тонн, общее содержание углеводородов в них оценивается в пределах 30%. Это в буквальном смысле слова зарытые в землю миллионы долларов. Именно поэтому продвинутые нефтяные компании стараются найти наиболее эффективные способы переработки нефтесодержащих отходов, что, во-первых, гарантирует дополнительную коммерческую прибыль, во-вторых, позволяет снизить экологические риски, и в-третьих, играет на улучшение деловой репутации компании. И такие решения есть. Компания «Нефть» предлагает собственную оригинальную разработку – комплекс для утилизации и переработки нефтешламов.


 


Безопасность  в комплексе

– За последний  год предприятие в кооперации с другими производителями машиностроительного  оборудования и разработчиками освоило  производство двух типов нового оборудования для решения экологических вопросов на месторождениях, местах аварийных выбросов нефти и местах переработки, – рассказывает руководитель инновационных проектов ООО «Нефть», Заслуженный изобретатель РФ, д.т.н., профессор Сергей Пушкарев. – Оборудование поставляется в блочно-модульном исполнении и предназначено для приема, хранения отходов бурения и предварительной подготовки бурового шлама к разделению на фракции.  
 

В конце прошлого года компания выиграла в тендере, объявленном  ТНК-BP, на изготовление и поставку комплекса для переработки нефтешламов (проект КЕШ). В настоящее время комплекс используется в реализации пилотного проекта по утилизации буровых отходов путем закачки извлекаемых при бурении отходов в глубокие горизонты. Данный способ широко используется за рубежом, но пока не имеет аналогов в России. Производительность комплекса составляет 10 тонн/час.  
 

О масштабах  проекта свидетельствуют его  технические характеристики: размеры  – 18,4 х 14,3 х 3,8 м, общая масса – 75 тонн, более 10 шламонасосов, сотни переключателей и задвижек.  
 

В состав комплекса  входят приемный бункер для бурового шлама с насосным модулем, емкость  для отработанных буровых растворов  и буровых сточных вод, емкость  для воды с насосными модулями, линия гидромониторов, линия размыва и соответствующее гидротранспортное и электротехническое оборудование.  
 

В этот же период компания выполнила разработку и  осуществила поставку другого комплекса  – по очистке нефтезагрязненных  грунтов и почв (Проект НЗГ), который  в настоящее время проходит апробацию в одной из нефтяных компаний Республики Татарстан. Он предназначен для переработки любых твердых нефтешламов. Комплекс отвечает всем современным техническим и технологическим требованиям, а блочно-модульный принцип его комплектации делает установку мобильной и транспортабельной на самые дальние расстояния.  
 

 

– Необходимость  создания оборудования по утилизации и переработке нефтезагрязненных грунтов и буровых шламов продиктована многолетним опытом работы компании на рынке нефтепромыслового оборудования, и это не первый опыт продвижения на российский рынок экологических установок ООО «Нефть», – говорит коммерческий директор ООО «Нефть» Владлена Захарова.  
 
– Продвигая новые проекты, компания руководствуется не только коммерческой интуицией, но и научным подходом. Так, при реализации проекта НЗГ под руководством профессора Сергея Пушкарева нами был разработан технико-экономический проект. Результатом технико-экономического проектирования стала разработка базового варианта комплекса НЗГ, предлагаемого к реализации и обеспечивающего соответствие принимаемых инженерных и организационно-экономических решений прогнозируемым капиталовложениям.  
  
 

Тайная  выгода

По словам разработчиков, экологический эффект от применения комплексов КЕШ и НЗГ достаточно высок, особенно при переработке  твердых нефтешламов. Вот как  комментирует этот тезис Сергей Пушкарев: «В идеальном технологическом процессе нефтеочистки результатом переработки ТНШ должно быть получение «чистой» нефти, «чистого» твердого грунта, «чистой» воды и химически неактивных ингредиентов или продуктов их распада, применяемых или получаемых в результате переработки. Однако достижение такой степени очистки совсем не простая задача. 
  
Существует множество технологий и используемого оборудования конечной переработки твердого нефтешлама, каждый тип которого имеет свои достоинства и недостатки. Все эти технологии имеют общую операцию предварительной подготовки – механическое разделение крупных частиц и конгломератов нефтешлама, а желательно – его измельчение до фракций не более 1,5-2,0 мм, то есть до состояния, когда он может считаться условно жидким нефтешламом. После получения такой консистенции исходного материала дальнейший вопрос об отделении нефти может решаться при помощи любой из известных технологий, являющихся, как правило, технологической тайной переработчика. Ну, а переработка полученной нефти – проблема из категории тяжелых, но приятных, ведь это реальные деньги». 
 

Между тем именно от эффективности первичной переработки  твердого нефтешлама зависит конкурентоспособность  и коммерческий успех подобных проектов. 
 

 
В режиме пилотирования

Изготовление  экологического оборудования осуществлялось на производственных площадях завода металлических конструкций «Инкор» (г. Ижевск), являющегося 100% дочерним предприятием ООО «Нефть». Специалисты предприятия осуществляли полный спектр шеф-монтажных и пуско-наладочных работ. Их квалификация не вызывала у заказчиков никаких нареканий. Все работы были проведены точно в срок и на высоком качественном уровне.  
 

– У компании есть планы по дальнейшему расширению географии применения нашего оборудования, – говорит Владлена Захарова. –  По мере накопления опыта производства мы намерены продвигать его в различные нефтедобывающие и перерабатывающие компании, плотнее контактировать с региональными инвесторами и департаментами экологии проблемных регионов. Нашими разработками уже заинтересовались специалисты во многих регионах России. 
 

     

Большое будущее экологических разработок

Не менее амбициозны творческие планы авторского коллектива ООО «Нефть» под руководством генерального директора компании Руслана  Ахмадуллина: «В планах создание оборудования для механизации забора нефтезагрязненных почв и грунтов, трубоконтейнерных систем доставки нефтешлама с места забора до места переработки и другие перспективные амбициозные проекты». 
 

Инженерно-конструкторская  группа объединяет молодых специалистов – выпускников ИжГТУ, КИГИТ, УдГУ, средний возраст которых составляет 30 лет. Несмотря на это, руководитель инновационных проектов Сергей Пушкарев оценивает инженерно-технический потенциал молодежи очень высоко, амбиции разработчиков считает вполне обоснованными и находит дальнейшее развитие экологических проектов компании весьма перспективным.  
 

– Приобретенный  опыт и изучение разработок других организаций позволили нам сделать  выводы и сформировать техническую  политику развития этих проектов, –  поясняет Сергей Пушкарев. – Во-первых, мы ориентируемся на техническое оснащение комплексов надежным существующим оборудованием. Во-вторых, делаем ставку на создание своего высокоэффективного перерабатывающего оборудования, например, роторных диспергаторов и гидроотделителей метательного действия. В-третьих, проводим политику внедрения современных информационных технологий, когда человеческий фактор исключается сразу же после подачи исходного материала на автоматизированный склад нефтешлама и «включается» только на складах (хранилищах) готового продукта. 
 

Проведенное творческим коллективом исследовательское  конструирование позволило разработать  перспективную концепцию развития блочно-модульного оборудования для  переработки нефтешламов (рабочее  название проекта «НефтеШлам-Комплексы»). Для установок серии НШК мы формируем типоразмерный ряд по производительности (5, 10 и 20 тонн/час), функциональности (от унитарных операций приема-хранения исходного материала до полнофункционального производства) и степени автоматизации (от ручного управления до АСУ ТП). Все оборудование планируется оснащать средствами самодиагностики и мониторирования технико-экономических показателей с аналитическим программным обеспечением. При таком подходе потребители смогут выбирать нужный тип оборудования в соответствии с экономической целесообразностью конкретного применения. Уверен, что экологические разработки ООО «Нефть» откроют новую веху в обеспечении экологической безопасности на промышленных объектах и станут эффективным решением в области переработки нефтешламовых отходов. 
 


 

 


Информация о работе Технология переработки нефти