Шестая Региональная научно-техническая конференция молодых специалистов АО «Ванкорнефть»
| ПРОЕКТНАЯ РАБОТА |
Транспортировка и перекачка высоковязких нефтей
Автор:
Смирнов Александр Алексеевич
Лицей №7 10 класс
Научный руководитель:
Агапченко Вера Александровна
Лицей №7 Учитель химии
КРАСНОЯРСК
Содержание
1. АННОТАЦИИ.. 3
2. ВВЕДЕНИЕ.. 4
3. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.. 5
3.1 ПЕРЕКАЧКА С РАЗБАВИТЕЛЯМИ
3.2 ПЕРЕКАЧКА ТЕРМООБРАБОТАННОЙ НЕФТИ
3.3 ПЕРЕКАЧКА НЕФТЕЙ С ПРИСАДКАМИ
3.4 ПЕРЕКАЧКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПОДОГРЕТЫХ НЕФТЕЙ
3.5 ПРИМЕНЕНИЕ ДЕПРЕССАТОРОВ
3.6 РАСТВОРЕНИЕ ГАЗОВ В НЕФТИ
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ, ВЫВОДЫ... 8
5. ССЫЛКИ.. 9
1. аннотация
Смирнов Александр г. Красноярск МАОУ Лицей №7 10 класс
“Перекачка и транспортировка высоковязких нефтей”
Руководитель: Агапченко Вера Александровна МАОУ Лицей №7 учитель химии
Научный руководитель: Косицына Светлана Сергеевна
Цель научной работы: проанализировать существующие методы транспортировки и перекачки высоковязких нефтей.
Методы проведённых исследований: анализ и сравнение различных методов транспортировки и перекачки высоковязких нефтей.
2. введение
За последнее десятилетие в структуре российских запасов существенно возросла доля трудноизвлекаемых, в том числе тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов. При этом добыча такого сырья растет значительно медленнее, чем его доля в общем объеме запасов. Этот дисбаланс особенно характерный для старых добывающих регионов, ведет к сокращению ресурсной базы и ухудшению ее качества.
Актуальность. Перекачка и транспортировка высоковязких нефтей, является энергозатратратным процессом в связи с высоким содержанием парафинов в нефти. Также парафины из нефти осаждаются на стенках труб, насосах и узлах агрегатов, что приводит к быстрому износу и выводу из строя оборудования.
Цель работы: проанализировать и сравнить различные методы транспортировки и перекачки высоковязких нефтей.
Задачи работы: провести анализ и выявить преимущества и недостатки различных методов перекачки и транспортировки высоковязких нефтей.
3. основная часть
Добыча тяжелых и высоковязких нефтей при помощи технологий для обычных нефтей ведет к низкой нефтеотдаче и потере ценных попутных компонентов, что оборачивается недополученной прибылью и наносит вред экологии. Доведение исходного сырья до требуемого качества достигается разбавлением более легкой нефтью или переработкой до получения так называемой синтетической нефти. Иногда для транспортировки тяжелых и высоковязких нефтей строятся специальные трубопроводы с подогревом, что также увеличивает издержки производства.
В тяжелых высоковязких нефтях содержатся и такие уникальные компоненты, как нафтеновые кислоты, сульфокислоты, простые и сложные эфиры, которые можно извлечь при переработке по специальной схеме. Стоимость этих компонентов в объеме товарной продукции, получаемой в результате переработки, может превосходить стоимость нефтепродуктов. Таким образом, для повышения экономической эффективности освоения тяжелых высоковязких нефтей необходимы современные технологии, позволяющие расширить ассортимент товарной продукции, получаемой при добыче и переработке этого сырья
Месторождение сверхвязкой нефти и природных битумов в России сосредоточены, главным образом, в Волго–Уральской (Татарстан, Удмуртия, Башкортостан, Самарская область и Пермский край), Восточно–Сибирской (Тунгусский бассейн) и Тимано–Печорской нефтегазоносных провинциях.
Тяжелые нефти и природные битумы характеризуются высоким содержанием ароматических углеводородов, смолистоасфальтеновых веществ, высокой концентрацией металлов и сернистых соединений, высокими значениями плотности и вязкости, повышенной коксуемостью, что приводит к высокой себестоимости добычи, практически невозможной транспортировке по существующим нефтепроводам и нерентабельной, по классическим схемам, нефтепереработке.
Основной частью работы является рассмотрение различных методов транспортировки
высоковязких нефтей.
1. Перекачка с разбавителями
Совместная перекачка вязких нефтей с водой является одним из эффективных способов транспорта. Существует несколько вариантов гидротранспорта.
Первый способ. В трубопровод одновременно закачивают воду и вязкий нефтепродукт таким образом, чтобы нефтепродукт двигался внутри водяного кольца. Чтобы не происходило всплытия нефти в водяном кольце, потоку придают вращение применением «спиральных» труб. Такие трубы на внутренней поверхности имеют винтовую нарезку заводского изготовления или приваренные металлические полосы (проволоку) необходимых размеров. Спиральная нарезка вызывает вращение движущегося потока, в результате чего возникают центробежные силы, отбрасывающие более тяжелую воду к стенкам трубы. Так как поток в основной своей части состоит из нефти, то резко возрастает расход жидкости при малых затратах энергии по сравнению с перекачкой одной холодной вязкой нефти. Таким способом могут перекачиваться нефти, имеющие плотность ниже, чем вода. Разделение воды и нефти на конечном пункте производится любым известным методом (химическим способом, термическим, отстоем и др.).
Широкого распространения этот способ не получил из-за сложности изготовления винтовых нарезок на внутренней поверхности трубы.
Второй способ заключается в образовании смеси нефти с водой. Когда образуется смесь типа нефть в воде (Н/В), частицы нефти окружены водяной пленкой и контакта нефти с внутренней поверхностью трубы не происходит. Образуется водяное кольцо, внутри которого скользит водонефтяная смесь. Это приводит к снижению потерь на трение при перекачке.
При резком уменьшении скорости перекачки и температуры эмульсия типа Н/В может перейти в обратную - типа «вода в нефти» (В/Н). Такая эмульсия имеет вязкость даже большую, чем
исходная нефть. Устойчивость эмульсии типа Н/В зависит от многих факторов, В результате экспериментальных исследований было установлено, что минимальное количество воды должно быть около 30 % общего объема транспортируемой смеси.
Перекачка термообработанной нефти
Тепловая обработка (нагрев) с целью изменения реологических свойств нефти называется термообработкой. Она заключается в следующем. Нефть нагревают до некоторой температуры, а затем охлаждают с заданной скоростью.
Температуру нагрева и скорость охлаждения подбирают лабораторным путем для каждого нефтепродукта. В результате этого резко снижаются вязкость и температура застывания термообработанной нефти. Если эти параметры сохраняются низкими значительное время (одни нефти восстанавливают свои свойства за 3 суток, другие — за 20 суток), то нефть можно перекачивать по трубопроводу как обычную маловязкую жидкость.
Такой метод требует значительных капитальных затрат и эксплуатационных расходов из-за использования в нем циклов нагрева и охлаждения.Эффект термообработки нефтей и топливных суспензий сильно падает вместе со снижением температуры перекачки и полностью или частично исчезает при повторном подогреве. Длительное их хранение при постоянной температуре сопровождается постепенным снижением эффекта термообработки. Смолистые нефти с малым содержанием парафинов термообработке не поддаются.