Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 [ 53 ] 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

средства три запуске трубопроводов небольшого диаметра может быть применен следующий способ. В трубопроводе / (рис. 7.2-25) предусмотрены отводы 2 для продувки. Расстояние между этими отводами должно равняться самой максимально возможной длине пробки застывшей нефти, которую можно разрушить при создании максимально допустимого давления в трубопроводе. Застывшая нефть из каждой секции вытесняется через отводы путем закачки маловязкой нефти, воды или газа.

7.3. СРЕДСТВА ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕФТЕЙ

7.3.1. ТЕРМООБРАБОТКА

В разделе 1.3.1 рассматривался характер движения тиксо-тропных псевдопластичных сырых нефтей. Установлено, что макроструктура затвердевших парафинов как функция скорости снижения температуры может изменяться в значительных пределах. Если нефть нагревается до температуры, достаточной, чтобы все парафины растворились, а затем медленно охлаждается, то будет образовываться множество мельчайших отдельных кристаллов парафина, которые не агрега-тируют и не образуют пространственной кристаллической решетки даже после длительного хранения при конечной температуре. Характеристика этой дисперсной системы может быть предпочтительней, чем характеристика сырой нефти, в которой парафин, затвердевший при медленном охлаждении, образовал соединенную трехмерную решетку. Термообработка развивает эти свойства кристаллизации парафина при улучшении свойств движущейся нефти. До проектирования термообработки необходимо определить; лабораторными исследованиями температуру, при которой все парафины растворятся, наименьшую скорость охлаждения нефти, при которой улучшатся реологические свойства нефти; самую низкую конечную температуру, ниже которой охлаждение нефти практически не будет влиять на ее транспортные характеристики.

Кривая на рис. 7.3-1 указывает на важность правильного выбора температуры термообработки. Сырая нефть месторождения Алгио в южной части Венгрии с первоначальной температурой 20 °С была сначала нагрета до различных температур и затем охлаждена до 20 °С при постоянной скорости. В исследуемом случае жидкость имела наихудшие транспортные характеристики после нагрева до 50 °С. При дальнейшем увеличении температуры нагрева до 70°С транспортные характеристики несколько улучшились, по не достигли характеристик первоначальной необработанной нефти. Оптимальный нагрев достигается при температуре между 80 и 85 °С. Объяснение этой ситуации состоит в том, что при нагревании растворяется часть предварительно выпавшего парафина. Если в начале охлаждения имеются некоторые признаки парафинистой кристаллической решетки, то отдельные частицы парафина будут откладываться на ней, цементируя ее. При возврате к первоначальной температуре будет образовываться новая решетка, отличаю-

40 -

Резильтаты па реоаисказиметр

щаяся от первоначальной прочностью и сопротивлением сдвигу (Силаш, 1971).

Быстрое охлаждение нефти приведет к образованию небольших отдельных кристаллических гранул, так как времени для образования ядра кристаллизации недостаточно. В результате кристаллические агрегаты парафина ие будут увеличиваться. В этом случае ядро адсорбирует смолистые компоненты, которые снижают сродство связей среди кристаллов парафина. Таким образом развивающиеся мельчайшие гранулы кристаллов в значительной степени могут стабилизироваться.

Скорость охлаждения обычно должна составлять 0,3-1,0°С/с. Увеличение скорости не будет улучшать транспортные характеристики за некоторыми границами. Эти границы должны устанавливаться опытным путем. Слишком быстрая скорость охлаждения будет увеличивать стоимость обработки.

В соответствии с концепциями Мил-лея нефть охлаждается с высокой скоростью до температуры на несколько градусов выше температуры помутнения раствора. Ниже этой температуры скорость охлаждения нефти должна быть снижена.

Конечную температуру охлаждения нефти следует выбирать такой, чтобы большинство парафинов в нефти находилось в твердом состоянии. В противном случае, если в растворе после его обработки останется значительное количество парафина, он будет откладываться при медленном охлаждении на стенках емкостей или трубопровода. В результате этого ухудшатся транспортные характеристики нефти.

Транспортные характеристики нефтей после термообработки зависят от свойств исходной нефти. Если сырая нефть высокопарафини-стая и содержит мало светлых фракций, можно ожидать хорошие результаты. Например, после обычной термообработки нефти упоминаемого ранее месторождения Алгио эффект получают тот же, что и при добавлении к ней 10% газолина. С другой стороны, после добавления 10% газолина применение термообработки нефти не улучшает ее транспортные характеристики.

В таблице 7.3-1 приведены характеристики различных нефтей Советского Союза в зависимости от различных начальных температур тер-.мообработки.

Впервые термообработку нефти применили в Индии на нефтях месторождений Нахоркатия и Моран. Нефть месторождения Нахоркатия, имеющая температуру застывания в пределах 29-34 °С и содержащая

20 за М 50 во 70 80Г,Х

Рис. 7.3-1. Влияние начальной температуры термообработки на сопротивление сдвигу нефти (Силаш, 1971)

15,4% парафина, транспортируется по 400-мм трубопроводу длиной 402 км на нефтеперерабатывающий завод, где часть ее перерабатывается; остаток нефти транспортируется по 350-мм трубопроводу к другому нефтеперерабатывающему заводу, расположенному на расстоянии 765 км от первого. Первая часть трубопровода проектировалась для пропускной способности в 2,75 млн. т/год, вторая для - 2,0 млн. т/год.

Таблица 7.3-1

Эффективность термообработки нефтей месторождений Советского Союза (по Михалкову и Восриковой 1967 г.)

Примечание. X - без нагрева;--не замерялось; ? - нет сведений.

Самая низкая температура почвы на глубине 1,2-1,8 составила 18 °С. Термообработка необходима в период между октябрем и апрелем. Обычно при 18°С и скорости сдвига 13 с" кажущаяся вязкость составляет 0,6 Па-с для необработанной нефти и 0,1 Па-с для обработанной нефти.

Станция тепловой обработки нефти в Нахоркатия показана на рис. 7.3-2. Сырая нефть нагревается в теплообменниках, работающих на газу, до температуры 90-95 °С. Последующее охлаждение до температуры 65 °С осуществляется в теплообменнике, в котором используется сырая нефть (которая должна нагреваться) в качестве хладоаген-та. На следующем этапе нефть в статическом состоянии охлаждается водой до 18°С. Каждая из 36 реакторных емкостей представляет собой вертикальную цилиндрическую емкость высотой 6,1 м и 9,2 м в диаметре; каждая емкость содержит 127 охлаждающих труб диаметрами 25 мм. Холодная дОДа течет по трубам, а сырая нефть занимает пространство между ними. Стационарное охлаждение применяется на следующих этапах. Пустая емкость заполняется сырой нефтью, которая охлаждается со скоростью 0,6°С/с при циркуляции холодной воды. После ох-