(нагрев нефти перед отстаиванием с возможным добавлением деэмульгаторов); электровоздействия (поляризация капель воды, способствующая их объединению); фильтрацию (для разрушения нестойких эмульсий) и центрифугование (разделение в поле центробежных сил).
Обессоливание нефти – удаление минеральных солей путем смешения предварительно обезвоженной нефти с пресной водой с последующ м повторным обезвоживанием.
таб л зац я нефти – отделение легких фракций (пропан-
ки |
|
|||
бутанов |
части |
бензиновых) для снижения потерь при |
||
транспорт ровке по магистральным трубопроводам и хранении в |
||||
Старезервуарах. |
л зация нефти осуществляется методами горячей |
|||
сепарац |
ли рект ф кации. |
|
||
|
бА |
|
||
УКПН включают сепараторы, мерники (при самотечной системе |
||||
сбора нефти) ли расходомеры (при напорной системе сбора), |
||||
резервуары-отстойн |
, технологические трубопроводы, насосное и |
|||
компрессорное о орудование. На рис. 3.2 изображена принципиальная |
||||
технолог ческая схема установки комплексной теплохимической |
||||
подготовки нефти, включающая процессы |
обезвоживания, |
|||
обессоливания и ста илизации [1]. |
|
|||
Нефть из скважины после групповых замерных установок |
||||
подается |
по коллектору в концевую совмещенную |
сепарационную |
||
установку (КССУ) 1, |
Д |
|||
в которую поступает горячая вода из отстойника |
||||
4, содержащая отработанный деэмульгатор. Под действием тепла пластовой воды и остатков деэмульгатора в КССУ происходит частичное разделение эмульсии на нефть, воду и газ. Отделившаяся вода подается в нефтеловушки, а выделившийся газ поступает на газобензиновый завод (ГБЗ). Нефть из КССУИвместе с оставшейся водой насосом 2 подается в пароподогреватели 3, затем нагретая нефть поступает в отстойник 4 для окончательного отделения нефти от воды. Отделенная вода уносит с собой основное количество солей из нефти. Для более полного обессоливания нефть из отстойника 4 направляется на смешение с горячей обескислороженной пресной водой. После тщательного перемешивания пресной воды с нефтью, содержащей соли, эмульсия направляется в отстойник 5, где доводится до требуемой концентрации по содержанию солей. После обессоливания и отделения воды нефть при необходимости может быть направлена из отстойника 5 на дополнительное обессоливание и обезвоживание в электродегидратор 6, а если содержание воды и
21
солей в пределах нормы, то нефть, минуя электродегидратор 6, подается прямо в вакуумный сепаратор 7. Вакуумные компрессоры 10 забирают из гидроциклонного сепаратора 9 газ, из которого при прохождении холодильника 8 и гидроциклонного сепаратора 9
выделяется основное количество легких углеводородов. Си
РбАс. 3.2. Пр нципиальная технологическая схема установки комплексной теплохимической подготовки нефти:
1 – КССУ; 2 – сырьевой насос; 3 – пароподогреватель; 4, 5 – отстойники; 6 – электродегидратор; 7 – вакуумный сепаратор; 8 – холодильник; 9 – гидроциклонный сепаратор; 10 – вакуумный компрессор; 11 – резервуар товарной нефти; 12 – установка учета нефти; I – нефть с пластовойДводой и остатками газа; II – газ на газобензиновый завод; III – сухой газ; IV – сжиженный газ; V – газовый бензин; VI – вода и механические примеси на нефтеловушку; VII – деэмульгатор; VIII – горячая, частично обезвоженная вода; IX – пресная, обескислороженная вода; X – газовый конденсат на
ГБЗ; XI – товарная нефтьИ
Конденсат из сепаратора 9 отправляется на газобензиновый завод, а газ поступает на специальные установки для полной деэтанизации. Перед пароподогревателем 3 в нефть вводится деэмульгатор, воздействующий на поверхностные свойства пограничных слоев двух фаз эмульсии. Деэмульгатор также может вводиться вместе с подачей пресной воды перед отстойником 5. Данной системой предусмотрена очистка сточных вод с последующей подачей их на нагнетательные скважины для закачки в пласт.
22
Прием (сдача) нефти для транспортировки по магистральным нефтепроводам осуществляется партиями. Каждая партия нефти, сдаваемая грузоотправителем для транспортировки, должна соответствовать требованиям к качеству, установленному ГОСТом и ТУ. Нефть не должна содержать свободного газа, что контролируется с помощью средств измерений на приемосдаточных пунктах (ПСП). На П П проводятся следующие операции: измерение объема и массы
(брутто) нефти; |
змерение |
температуры |
и |
давления |
нефти; |
|||||
определен е плотности нефти; определение содержания в нефти |
||||||||||
змеренийМесто проведен я |
|
Лаборатория НПС “H52” |
||||||||
воды, хлор стых солей, механических примесей, измерение массы |
||||||||||
С(нетто); определен е содержания серы; измерение кинематической |
||||||||||
вязкости нефти; определение давления насыщенных паров [2]. |
|
|
||||||||
|
|
пробы |
|
|
Таблица |
3.3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Паспорт на смесь нефти (пример) |
|
|
||||
|
|
Показатель |
|
|
|
Данные |
|
|
||
|
Дата |
|
|
|
|
|
8 июля 2001 г. |
|
|
|
|
Узел учёта |
|
|
|
|
|
№ 917 |
|
|
|
|
Дата и время от ора |
ы |
|
|
8 июля 2001 г. |
|
|
|||
|
Температура нефти при от оре |
, С |
|
|
17 |
|
|
|||
|
Плотность нефти при температуре |
0,8870 и 0,8847 т/м3 |
|
|
||||||
|
сдаваемой нефти и 20 С |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Содержание хлористых солей, мг/л3 (%) |
|
95,00(0,0107) |
|
|
|||||
|
Содержание воды, % |
|
Д |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
0,19 |
|
|
|||
|
Содержание механическихАпримесей, % |
0,010 |
|
|
||||||
|
Суммарное содержание балласта, % |
|
|
0,211 |
|
|
||||
|
Содержание серы, % |
|
|
|
|
2,430 |
|
|
||
|
Давление насыщенных паров, кПа |
|
|
231 |
|
|
||||
|
Паспорт прилагается к акту № |
|
И |
|
||||||
|
|
189 от 8 июля 2001 г. |
|
|
||||||
|
Группа нефти по ГОСТ 9965-76 |
|
|
|
- |
|
|
|||
|
Представитель “Поставщика” |
|
|
|
Петров |
|
|
|||
|
Представитель “Покупателя” |
|
|
|
Сидоров |
|
|
|||
|
Показатели качества нефти условно можно разделить на зависящие |
|||||||||
от промышленности |
(степень подготовки, характеризующаяся |
|||||||||
обезвоживанием, обессоливанием, сепарацией или стабилизацией нефти) и |
||||||||||
не зависящие от |
требований |
промышленности, |
обеспеченные |
только |
||||||
природными характеристиками и свойствами: плотность, физикохимический состав, содержание серы, парафина, сероводорода, механических примесей, потенциальный отбор прямогонных фракций – бензиновых (начало кипения – 180 °С), керосиновых (180 – 240 °С), дизельных (240 – 350 °С), потенциальный выход базовых масел и свойства
23
как самой нефти, так и фракций – плотность, температура застывания, октановое и цетановое число, индекс вязкости масляных фракций, коксуемостьит.д.
При приеме нефти или смеси нефтей на НПС измеренные |
|||||||||||
значения показателей качества нефти сравнивают с нормативными и |
|||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
при их соответствии составляется паспорт (табл. 3.3), в котором |
|||||||||||
приводятся данные о физико-химических показателях нефти. |
|
|
|||||||||
|
|
3.4. Ф зико-химические свойства нефтей |
|
|
|||||||
транспортировки |
|
нефтей, |
характеризующие |
||||||||
Ф з ко-х м ческ е |
свойства |
||||||||||
возможность |
|
|
|
по |
трубопроводу, зависят |
от |
их |
||||
состава. Основную массу нефти составляют углеводороды (более 98 |
|||||||||||
%), доля |
друг х |
компонентов – |
смол, асфальтенов, |
солей, |
|||||||
механ ческ х пр месей, воды и др. незначительна. Количественное |
|||||||||||
соотношен е |
между |
парафиновыми, |
нафтеновыми |
или |
|||||||
аромат ческ ми углеводородами и другими компонентами определяет |
|||||||||||
свойства |
нефти, которые нео ходимо учитывать при товарно- |
||||||||||
|
|
А |
|
|
|
||||||
учетных операциях (плотность, сжимаемость, коэффициент |
|||||||||||
температурногобрасширения и др.), перекачки (вязкость, напряжение |
|||||||||||
сдвига, температура застывания, теплоемкость, теплопроводность, |
|||||||||||
давление насыщенных паров и др.), переработке и использовании в |
|||||||||||
качестве топлива (выход фракций, температура начала кипения, |
|||||||||||
молекулярная масса и др.). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Параметры режимов транспортировки нефти по трубопроводу |
|||||||||||
определяются, главным образом, плотностью и вязкостью нефти, а |
|||||||||||
также зависимостью |
этих ее |
характеристик от температуры и |
|||||||||
давления. |
|
|
|
|
|
|
И |
||||
Плотность нефти – массаДнефти в единице объема. При |
|||||||||||
изменении температуры плотность нефти изменяется: при повышении |
|||||||||||
температуры она уменьшается, при понижении температуры |
|||||||||||
увеличивается. |
Зависимость |
плотности |
|
|
(кг/м3) нефти |
от |
|||||
температуры T (°С) определяется формулой |
|
|
|
|
|||||||
|
|
T |
1 20 T |
, |
|
(3.1) |
|||||
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
где 20 – плотность нефти при температуре |
20 °С; |
(1/°С) |
– |
||||||||
коэффициент объектного расширения. Значения коэффициента |
|||||||||||
представлены в табл. 4.4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При |
изменении давления плотность |
|
нефти также изменяется. |
||||||||
24
Несмотря на то, что все нефти являются слабо сжимаемыми жидкостями, изменение их плотности при изменении давления все же
имеется. Плотность нефти при увеличении давления возрастает, а при |
|||||
уменьшении давления – убывает. Изменения плотности малы по |
|||||
сравнению с ее номинальным значением. Соответствующие поправки |
|||||
С |
|
|
|
|
|
необходимо учитывать в приемосдаточных операциях, а также при |
|||||
расчетах волновых процессов в нефтепроводах [1]. |
|
|
|||
|
|
|
|
Таблица 3.4 |
|
|
Значен я коэффициента £ объемного расширения нефти |
||||
|
и |
Плотность , кг/м3 |
, 1/ С |
|
|
|
Плотность , кг/м3 |
, 1/ С |
|
||
|
800-819 |
0,000937 |
900-919 |
0,000693 |
|
|
820-839 |
0,000882 |
920-939 |
0,000650 |
|
|
840-859 |
0,000831 |
940-959 |
0,000607 |
|
|
бА |
0,000568 |
|
||
|
860-879 |
0,000782 |
960-979 |
|
|
|
880-899 |
0,000738 |
980-999 |
0,000527 |
|
|
|
|
1000-1020 |
0,000490 |
|
Плотномеры. Для определения плотности нефти используют специальные при оры плотномеры, называемые нефтеденсиметрами. Нефтеденсиметр – это при ор, который будучи помещенным в сосуд нефти со свободной поверхностью остается в полупогруженном состоянии, так что поверхность нефти указывает деление шкалы, соответствующее плотности жидкости. Прибор представляет собой запаянный стеклянный баллон, содержащий внутри шкалу с делениями, градуированную в единицах плотности (кг/м3). В нижней части прибора расположен утяжелитель, подобранный таким образом,
чтобы средняя плотность прибораДбыла близка к плотности нефти. Принцип действия плотномера основан на законе Архимеда, согласно которому вес нефти в погруженной части прибора должен быть равен весу самого прибора. Естественно, что в зависимости от плотности нефти, прибор погружается на ту или иную вполне определенную глубину. Нефтеденсиметры выпускаются с делениями шкалы от 0,0005 до 0,005 кг/м3.
И
Вязкость нефти является одной из фундаментальных характеристик этой жидкости. На рис. 3.3 представлен фрагмент потока нефти. Стрелками изображены скорости отдельных слоев течения. Пусть dσ – площадка между соседними слоями нефти. Если ввести ось у, перпендикулярную к этой площадке, то распределение скоростей
25