Продукция нефтяных скважин представляет собой смесь нефти, газа и пластовой минерализованной воды. Очень часто нефть и вода при интенсивном перемешивании образуют эмульсию – смесь, в которой мелко раздробленные капли воды находятся в нефтяной среде во взвешенном состоянии и поэтому не отстаиваются и не сливаются друг с другом. В продукции газовых скважин, кроме газа, может содержаться жидкая фаза в виде капелек и паров воды, а в газоконденсатных скважинах также и жидкие углеводороды. Кроме газа и жидкости, в продукции скважин содержатся механические примеси: частицы песка и глины, выносимые из пласта.
Для сбора нефти и газа, их транспортирования, отделения друг от друга и освобождения от посторонних примесей, а также для замеров добываемой продукции на территории нефтяных промыслов строится система трубопроводов, аппаратов и сооружений, в которых выполняются следующие операции:
сбор и замер продукции скважин;
отделение (сепарация) нефти от газа;
освобождение нефти и газа от воды и механических примесей;
Как добывают нефть. Инфографика. Роснефть. How is oil produced?
транспорт нефти от сборных и замерных установок до промысловых резервуарных парков и газа до компрессорных станций или газораспределительных узлов;
обезвоживание (деэмульсация) нефти и в ряде случаев её обессоливание и стабилизация, т. е. удаление из неё лёгких углеводородов;
удаление из газа ненужных примесей и отбензинивание его;
учёт добычи нефти и газа и их сдача транспортным организациям.
Примерная схема движения:
От каждой скважины на кусте идёт выкидной нефтепровод (труба, диаметром от 89 до 114мм., толщина стенки 5 мм.) до АГЗУ.
АГЗУ – автоматизированная групповая замерная установка; здесь происходит дегазация нефти, а также измерение количества поступаемой с каждой скважины продукции.
Далее, с АГЗУ идёт нефтепровод – коллектор на дожимную насосную станцию (ДНС), где продукция попадает в УБС (установка блочная сепарационная), выбрасывается грязь, отделяется газ, который по газопроводу идёт на газокомпрессорную станцию, остальное же по нефтепроводу поступает на установку по подготовке нефти (УПН).
8. Технологический процесс добычи природного газа.
Добыча природного газа происходит только способом фонтанной эксплуатации скважин. Эксплуатацию скважин, как правило, ведут через подъёмные трубы, но при значительных дебитах и отсутствии в газе твёрдых примесей или агрессивных компонентов скважины во многих случаях одновременно эксплуатируются через подъёмные трубы и затрубное пространство.
Работа газовой скважины контролируется путём соответствующих замеров, регистрацией рабочих параметров и анализом результатов периодических исследований.
Газ из отдельных скважин после замера и сепарации его от влаги и твёрдых примесей направляется в промышленный газосборный коллектор и далее в газосборный пункт, откуда после соответствующей подготовки его для дальнейшего транспортирования поступает в магистральный газопровод.
9. Подготовка нефти на промыслах.
При перемешивании нефти и воды может образоваться трудноразделимая смесь этих жидкостей, называемая нефтяной эмульсией. Нефтяные эмульсии в большинстве случаев обладают высокой стойкостью. Простым отстоем отделить воду от нефти в них невозможно и для этого приходится прибегать к специальной обработке эмульсии.
Как нарисовать схему бизнес процесса в BPMN за 1 минуту бесплатно
Процесс подготовки нефти для её переработки условно разделяется на две операции: обезвоживание (деэмульсация) и обессоливание.
Процессы разрушения нефтяных эмульсий можно разделить на два этапа: первый – слияние капель диспергированной воды и второй – осаждение укрупнившихся капель воды. Эти процессы можно осуществлять тепловым, химическим или электрическим способом.
Тепловой способ деэмульсации нефти основан на том принципе, что при нагреве эмульсии её вязкость снижается, капли воды соединяются друг с другом и осаждаются. Нагревают эмульсию в резервуарах, теплообменниках или трубчатых печах.
Химический способ основан на воздействии химическими реагентами-деэмульгаторами на составные части эмульсии – нефть и воду.
В качестве деэмульгаторов используют различные неионогенные ПАВ, изготовляемые на основе окиси этилена. Расход этих деэмульгаторов небольшой – от 30 до 100 г на 1т обработанной нефти.
При введении в эмульсионную нефть, деэмульгатор, вследствие растворимости в обеих фазах эмульсии, свободно проникает во внутреннюю фазу, разрушает плёнки эмульгаторов, снижает поверхностное натяжение на границе вода – нефть, что способствует разложению эмульсии.
Электрический способ разрушения эмульсии основан на появлении разноимённых электрических зарядов на противоположных концах каждой капельки воды, на взаимном притяжении этих капелек и разрушении плёнок нефти между этими капельками в результате действия переменного или постоянного тока высокого напряжения на электроды, опущенные в поток эмульсии. При электрической деэмульсации нефти в железный сосуд вводят изолированный от стенок сосуда электрод, по которому протекает электроток напряжением в несколько тысяч вольт. Вторым электродом являются стенки сосуда, заземлённые и соединённые с трансформатором напряжения. Эмульсия, при прокачивании между электродами, разрушается, освобождённые капельки воды соединяются в более крупные частички, и вода постепенно оседает на дно сосуда.
Самостоятельно каждый из описанных способов деэмульсации нефти почти не применяют. Обычно, деэмульсацию осуществляют комбинированным способом.
Обессоливание нефти достигается пропусканием её через слой пресной воды, в результате чего соли растворяются и удаляются вместе с водой.
Процесс стабилизации нефти, под которым понимается отделение от неё лёгких (пропан-бутанов и частично бензиновых) фракций, осуществляется в специальных стабилизационных колоннах под давлением и при повышенных температурах. После отделения лёгких углеводородов из нефти, последняя становится стабильной и может транспортироваться до нефтеперерабатывающих заводов без потерь. Отделившись в стабилизационной колонне, лёгкие фракции конденсируются и перекачиваются на газофракционирующие установки или газобензиновые заводы для дальнейшей их переработки.
Источник: studfile.net
Основные технологические процессы топливного производства
Технологический процесс, используемый для переработки нефти, состоит из трех основных этапов:
- Разделения нефтяного сырья на несколько фракций, различающихся температурными интервалами кипения (этап первичной переработки);
- Переработки получаемых фракций. На этой стадии содержащиеся в них углеводороды подвергаются химическим превращениям, вследствие чего вырабатываются компоненты товарных нефтепродуктов (этап вторичной переработки);
- Смешения компонентов и, при необходимости, вовлечения нескольких присадок. На данной стадии образуются товарные нефтепродукты, имеющие заданные показатели качества (этап товарного производства).
Особенности поставки и приёма нефти
Наличие товарно-сырьевой базы
На территории России сырую нефть в основных объемах, поставляемую для переработки, транспортируют на НПЗ от объединений, занимающихся добычей, с помощью магистральных нефтепроводов. Если есть необходимость в поставках небольших количеств нефти, а также газового конденсата, то пользуются железной дорогой. Для государств-импортеров нефти, обладающих выходом к морю, характерно использование водного транспорта для поставки до припортовых НПЗ. Сырье, получаемое на заводе, хранится в соответствующих емкостях, входящих в товарно-сырьевую базу, связанную трубопроводами со всем комплексом технологических установок НПЗ. Для определения количества поступившей нефти пользуются данными приборного учета или замерами в емкостях, содержащих сырье.
Процедура подготовки нефти к переработке (метод электрообессоливания)
Расскажем о работе электрообессоливающей установки, выпускаемой компанией Aker Kvaerner. В сырой нефти содержатся соли, являющиеся причиной для сильной коррозии технологического оборудования. Соли удаляют с помощью смешивания нефти, поступающей из емкостей, в которых содержится сырье, с водой.
Вода растворяет соли, после чего нефть поступает для переработки в ЭЛОУ – электрообессоливающей установке. Для осуществления процедуры обессоливания установка комплектуется электродегидраторами — цилиндрическими аппаратами, внутри которых смонтированы электроды. На эмульсионную смесь нефти и воды воздействует ток высокого напряжения (не менее 25 кВ), что приводит к ее разрушению, накапливанию воды в нижней части аппарата и возможности откачивания. Для повышения эффективности разрушения эмульсии сырье смешивается со специальными веществами – деэмульгаторами. Процедура проходит при температуре от 100 до 120°С.
Процедура первичной переработки нефти
Обессоленную на ЭЛОУ нефть направляют на установку, с помощью которой осуществляют атмосферно-вакуумную перегонку нефти. На отечественных НПЗ данное оборудование обозначают аббревиатурой АВТ, называя его атмосферно-вакуумной трубчаткой. Сырье нагревается в АВТ до разделения на фракции. Для этой процедуры используются трубчатые печи, оснащенные змеевиками. Возможность нагрева возникает благодаря теплу дымовых газов и теплу сжигаемого топлива.
АВТ состоит из двух блоков, в которых производят атмосферную и вакуумную перегонку
1. Процедура атмосферной перегонки
Атмосферную перегонку выполняют для того, чтобы отобрать светлые фракции нефти – бензиновую, керосиновую, дизельную, которые выкипают до 360°С. Потенциально выход данных фракций достигает от 45 до 60%. Остатком данного этапа является мазут. Во время процедуры происходит разделение нефти, которую нагревают в печи, на несколько отдельных фракций.
Для этого установка комплектуется ректификационной колонной – цилиндрическим вертикальным аппаратом, оснащенным внутри контактными устройствами (тарелками), где происходит движение паров кверху, а жидкости книзу. Все установки, использующиеся на нефтеперерабатывающих производствах, оснащаются ректификационными колоннами, отличающимися конфигурациями и размерами.
Также они отличаются количеством тарелок в диапазоне от 20 до 60. К нижней части колонны может подводиться тепло, а в верхней части может отводиться тепло. Это способствует постепенному снижению температуры в установке снизу доверху и отводу к верху колонны бензиновой фракции в виде паров. Пары дизельной и керосиновой фракций в виде конденсата сосредотачиваются в соответствующей части колонны, после чего выводятся. Так как мазут сохраняет жидкую форму, его откачивают из нижней части колонны.
2. Процедура вакуумной перегонки
С помощью оборудования для вакуумной перегонки на НПЗ, отличающихся топливно-масляным профилем, занимаются отбором масляных дистиллятов от мазута. Широкую масляную фракцию (вакуумный газойль) отбирают на НПЗ, отличающихся топливным профилем. После вакуумной перегонки в качестве остатка получают гудрон.
Отбирать масляные фракции под вакуумом необходимо потому, что температура более 380°С приводит к термическому разложению углеводородов (крекингу), а кипение вакуумного газойля завершается при температуре от 520°С. Процедура перегонки проводится при значении остаточного давления от 40 до 60 мм рт. ст., что дает возможность для снижения максимальной температуры в устройстве до 360-380°С. Для создания разряжения в колонне пользуются соответствующим оборудованием, состоящим из основных аппаратов: паровых или жидкостных эжекторов.
Процедура стабилизации и вторичной перегонки бензина
Бензиновая фракция, которую получают с помощью атмосферного блока, состоит из газов (в основном пропана и бутана), объем которых является выше требований по качеству. Поэтому данную фракцию нельзя использовать в автомобильном бензине или в товарном прямогонном бензине.
Помимо этого, в процессах нефтепереработки, способствующих повышению октанового числа бензина и производству ароматических углеводородов, пользуются в качестве сырья узкими бензиновыми фракциями. Поэтому технологическая схема переработки нефти включает данный процесс, предназначенный для отгонки от бензиновой фракции сжиженных газов.
С его помощью и с использованием соответствующего количества колонн осуществляют разгонку нефти и образования от 2 до 5 узких фракций. Охлаждение продуктов первичной переработки нефти осуществляется в теплообменниках. Холодное сырье, поступающее для переработки, получает в них тепло, что способствует экономии технологического топлива.
Теплообменники оборудованы водяными и воздушными холодильниками. Аналогичную схему теплообмена применяют в нескольких установках, используемых на НПЗ. На НПЗ нередко пользуются современными комбинированными установками первичной переработки, которые предназначены для осуществления вышеперечисленных процессов в различных конфигурациях. Установки могут отличаться мощностью и возможностью ежегодной переработки сырой нефти от 3 до 6 миллионов тонн. Заводы оснащаются несколькими установками первичной переработки, чтобы не допустить остановки производства из-за ремонта одной установки.
Источник: asgard-service.com
Краткое описание основных технологических процессов топливного производства
Поставка и приём нефти
В России основные объёмы сырой нефти, поставляемой на переработку, поступают на НПЗ от добывающих объединений по магистральным нефтепроводам. Небольшие количества нефти, а также газовый конденсат, поставляются по железной дороге. В государствах-импортёрах нефти, имеющих выход к морю, поставка на припортовые НПЗ осуществляется водным транспортом.
Принятое на завод сырьё поступает в соответствующие емкости товарно-сырьевой базы (рис.1), связанной трубопроводами со всеми технологическими установками НПЗ. Количество поступившей нефти определяется по данным приборного учёта, или путём замеров в сырьевых емкостях.
Подготовка нефти к переработке (электрообессоливание)
Сырая нефть содержит соли, вызывающие сильную коррозию технологического оборудования. Для их удаления нефть, поступающая из сырьевых емкостей, смешивается с водой, в которой соли растворяются, и поступает на ЭЛОУ — электрообессоливащую установку (рис.2).
Процесс обессоливания осуществляется в электродегидраторах — цилиндрических аппаратах со смонтированными внутри электродами. Под воздействием тока высокого напряжения (25 кВ и более), смесь воды и нефти (эмульсия) разрушается, вода собирается внизу аппарата и откачивается. Для более эффективного разрушения эмульсии, в сырьё вводятся специальные вещества — деэмульгаторы. Температура процесса — 100-120°С.
Первичная переработка нефти
Обессоленная нефть с ЭЛОУ поступает на установку атмосферно-вакуумной перегонки нефти, которая на российских НПЗ обозначается аббревиатурой АВТ — атмосферно-вакуумная трубчатка. Такое название обусловлено тем, что нагрев сырья перед разделением его на фракции, осуществляется в змеевиках трубчатых печей (рис.6) за счет тепла сжигания топлива и тепла дымовых газов.
АВТ разделена на два блока — атмосферной и вакуумной перегонки.
1. Атмосферная перегонка
Атмосферная перегонка (рис. 3,4) предназначена для отбора светлых нефтяных фракций — бензиновой, керосиновой и дизельных, выкипающих до 360°С, потенциальный выход которых составляет 45-60% на нефть. Остаток атмосферной перегонки — мазут.
Процесс заключается в разделении нагретой в печи нефти на отдельные фракции в ректификационной колонне — цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены контактные устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость — вниз. Ректификационные колонны различных размеров и конфигураций применяются практически на всех установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в них варьируется от 20 до 60. Предусматривается подвод тепла в нижнюю часть колонны и отвод тепла с верхней части колонны, в связи с чем температура в аппарате постепенно снижается от низа к верху. В результате сверху колонны отводится бензиновая фракция в виде паров, а пары керосиновой и дизельных фракций конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, мазут остаётся жидким и откачивается с низа колонны.
2. Вакуумная перегонка
Вакуумная перегонка (рис.3,5,6) предназначена для отбора от мазута масляных дистиллятов на НПЗ топливно-масляного профиля, или широкой масляной фракции (вакуумного газойля) на НПЗ топливного профиля. Остатком вакуумной перегонки является гудрон.
Необходимость отбора масляных фракций под вакуумом обусловлена тем, что при температуре свыше 380°С начинается термическое разложение углеводородов (крекинг), а конец кипения вакуумного газойля — 520°С и более. Поэтому перегонку ведут при остаточном давлении 40-60 мм рт. ст., что позволяет снизить максимальную температуру в аппарате до 360-380°С.
Разряжение в колонне создается при помощи соответствующего оборудования, ключевыми аппаратами являются паровые или жидкостные эжекторы (рис.7).
3. Стабилизация и вторичная перегонка бензина
Получаемая на атмосферном блоке бензиновая фракция содержит газы (в основном пропан и бутан) в объёме, превышающем требования по качеству, и не может использоваться ни в качестве компонента автобензина, ни в качестве товарного прямогонного бензина. Кроме того, процессы нефтепереработки, направленные на повышение октанового числа бензина и производства ароматических углеводородов в качестве сырья используют узкие бензиновые фракции. Этим обусловлено включение в технологическую схему переработки нефти данного процесса (рис.4), при котором от бензиновой фракции отгоняются сжиженные газы, и осуществляется её разгонка на 2-5 узких фракций на соответствующем количестве колонн.
Продукты первичной переработки нефти охлаждаются в теплообменниках, в которых отдают тепло поступающему на переработку холодному сырью, за счет чего осуществляется экономия технологического топлива, в водяных и воздушных холодильниках и выводятся с производства. Аналогичная схема теплообмена используется и на других установках НПЗ.
Современные установки первичной переработки зачастую являются комбинированными и могут включать в себя вышеперечисленные процессы в различной конфигурации. Мощность таких установок составляет от 3 до 6 млн. тонн по сырой нефти в год.
На заводах сооружается несколько установок первичной переработки во избежание полной остановки завода при выводе одной из установок в ремонт.
Продукты первичной переработки нефти
Наименование
Интервалы кипения
(состав)
Где отбирается
Где используется
(в порядке приоритета)
Рефлюкс стабилизации
Пропан, бутан, изобутан
Блок стабилизации
Газофракционирование, товарная продукция, технологическое топливо
Стабильный прямогонный бензин (нафта)
Источник: www.ngfr.ru