что такое стабилизация нефти

Стабилизация нефти

Понятие стабилизации нефти подразумевает под собой процесс выделения из нее легких фракций. Целью данного процесса является снижение показателя потерь, возникающих из-за испарения, при осуществлении транспортировки от месторождения к нефтеперерабатывающим предприятиям. Невозможность обеспечить абсолютную герметичность трубопроводов и резервуаров, используемых для транспортировки, требует сохранения легких углеводородов, которые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, их отбора и транспортировки для дальнейшей переработки.

Сегодня выделяются два метода стабилизации нефти:

В соответствии с быстрым увеличением объема стабилизации нефти на промыслах в ближайшие годы возрастут эксплуатационные расходы, связанные с этим процессом. В связи с этим все большее значение приобретает учет и выявление резервов снижения этих расходов.

На нефтестабилизационных установках, как правило, получают два продукта: нестабильный бензин и неконденсируемый газ. Неконденсируемый газ используют в качестве топлива непосредственно на установках или направляют в газосборную сеть, после чего вместе с нефтепромысловым газом он поступает на газобензиновые заводы. В этом случае затраты на его получение определяются по уровню цен на нефтепромысловый газ. Из общей суммы эксплуатационных расходов по стабилизации нефти исключают суммы, полученные от реализации несконденсировавшегося газа.
Основную часть расходов стабилизационных установок составляет себестоимость нестабильного бензина. Величина себестоимости нестабильного бензина определяется, главным образом, методом и глубиной отбора легких углеводородов. Этими факторами обусловливается сложность установки и технологического процесса, расходы электроэнергии, топлива и материалов. Содержание извлекаемых углеводородов в сырой нефти, как указывалось выше, также значительно влияет на уровень себестоимости нестабильного бензина.

Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:

Источник

Стабилизация нефти

Полезное

Смотреть что такое «Стабилизация нефти» в других словарях:

Стабилизация нефти — (a. oil stabilization; н. Olstabilisierung; ф. stabilisation du petrole brut; и. estabilizacion de petroleo) извлечение широкой фракции лёгких углеводородов обычно от CH4 до C4H10 на промысле для их использования в качестве топлива или… … Геологическая энциклопедия

СТАБИЛИЗАЦИЯ НЕФТИ. — 26.СТАБИЛИЗАЦИЯ НЕФТИ. Технологический процесс извлечения легких углеводородов из нефти с целью снижения давления насыщенных паров и получения нвфти,сохрэняю щей углеводородный состав и физико химические свойства в условиях её транспортирования и … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

стабилизация нефти — naftos stabilizavimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Naftoje ištirpusių dujų išskyrimas. atitikmenys: angl. crude stabilization; oil stabilization rus. стабилизация нефти … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Стабилизация нефти — ► crude stabilization Мероприятие, которое производится на промысле с целью избежать значительных потерь легко испаряющихся углеводородов при хранении и транспортировке нефти на нефтеперерабатывающие заводы. С этой целью испарившиеся углеводороды … Нефтегазовая микроэнциклопедия

Стабилизация (упрочение) — Стабилизация (от лат. stabilis ≈ устойчивый, постоянный), упрочение, приведение в постоянное устойчивое состояние или поддержание этого состояния, например обеспечение постоянства каких либо процессов (например, стабилизация частоты), повышение… … Большая советская энциклопедия

стабилизация — 3.6.4 стабилизация (stabilisation): Состояние, при котором три отсчета показаний газоанализатора, взятые подряд с интервалом 2 мин при неизменном составе анализируемого газа отличаются между собой не более чем на ±1 % диапазона измерений.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Стабилизация — I Стабилизация (от лат. stabilis устойчивый, постоянный) упрочение, приведение в постоянное устойчивое состояние или поддержание этого состояния, например обеспечение постоянства каких либо процессов (например, Стабилизация частоты),… … Большая советская энциклопедия

ОСТ 39.037-76: Сбор и подготовка нефти и нефтяного газа. Термины и определения — Терминология ОСТ 39.037 76: Сбор и подготовка нефти и нефтяного газа. Термины и определения: ( по клвооификеционным признакем в области его сбора и подготовки ) 46. НЕФТЯНОЙ ГАЗ. Ндп. Попутный газ. Нефтепромысловый газ. Газообразная смесь… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Нефтяной промысел — (a. oil field; и. Erdolfeld, Erdolforderfeld; ф. chantier petrolier, champ petrolier; и. explotaciones de petroleo, explotaciones petroleras, industrie petrolera) технол. комплекс, предназначенный для добычи и сбора нефти на м нии, a… … Геологическая энциклопедия

Нефть — [ναφτα (нафта)] жидкий каустобиолит, исходное звено в классификационном спектре нафтидов. Генетически Н. представляет собой обособившийся в самостоятельные скопления концентрат жидких, преимущественно углеводородных,… … Геологическая энциклопедия

Источник

Стабилизация нефти: описание технологии, процесс подготовки, устройство установки

Процессы эксплуатации нефтяных скважин на промыслах нередко сопровождаются заводнениями обрабатываемых пластов, на фоне чего формируются стойкие водно-нефтяные эмульсии. В результате происходит образование осадков, которые повышают вязкость смеси и увеличивают температуру ее застывания. В таком состоянии ресурсы должны подвергаться первичной обработке, одной из которых является стабилизация нефти и связанных с ней эмульсий.

Характеристика обрабатываемого материала

Вам будет интересно: Губчатое железо: свойство, способы получения, применение

Как и подготовительные процессы обессоливания и обезвоживания, стабилизация применяется для нефтесодержащих материалов, загрязненных инородными жидкостными фазами и частицами. Как уже отмечалось, преимущественно речь идет о водно-эмульсионных смесях, содержащих поверхностно-активные компоненты. Наличие эмульгаторов, в свою очередь, делает эмульсию более устойчивой и невосприимчивой к факторам внешнего воздействия, что мешает нефтяной фракции отслаиваться на молекулярном уровне естественным путем. Также в состав могут входить механические примеси, элементы тяжелых металлов, смолы и парафины. В естественных условиях стабилизация нефти представляет собой динамический процесс, определяющийся характеристиками конкурирующей адсорбции на водных каплях воды эмульгирующих компонентов. Определение состава межфазных слоев конкретной эмульсии позволяет выяснить свойства ее стабилизатора и подобрать наиболее действенный метод воздействия на промышленном уровне в условиях искусственной среды.

Для чего нужна стабилизация?

Вам будет интересно: Ракета «Гарпун»: характеристики и фото

У процессов физико-химической стабилизации в нефтегазовой промышленности может быть несколько задач. Для начала стоит отметить недостатки технологий добычи нефти, которые выражаются в потере легких фракций полезного вещества. С другой стороны, целый ряд шламовых и вредных летучих газов извлекаются и транспортируются вместе с нефтяной фазой непосредственно до этапов очистки. В свою очередь, технология стабилизации нефти в зависимости от активности эмульгаторов и других активных компонентов в составе эмульсии может выполнять и функции консервации, и выступать средством сепарации. В первом случае обеспечивается эффект герметизации эмульсии, позволяющий выносить вместе с нефтяной основой фракции легких и тяжелых углеродов, которые могут применяться в нефтегазовой отрасли. Что касается сепарации, то в рамках этой функции разделяются фазы нефти, воды, газа, механических примесей и прочих шламовых включений. Причем надо подчеркнуть, что сама по себе методика разделения вовсе не означает автоматический выброс компонентов кроме нефти. В составе могут быть и полезные фракции, но их дальнейшая обработка будет происходить отдельно от нефти.

Принцип действия процесса стабилизации

Технология может производиться двумя основными способами – путем сепарации и за счет ректификации. В первом случае происходит отделение сопутствующих газовых фаз и углеводородов. Например, сепарация может быть организована как испарительный процесс, обеспеченный изменениями температурных показателей и давления в рабочей камере. В чем заключается процесс стабилизации нефти посредством ректификации? Этот метод также предполагает отделение определенных фаз, но упор делается на процесс подогрева эмульсии. В обоих случаях параметры и дополнительные процессы переработки будут устанавливаться требованиями к конкретным фракциям, которые необходимо выделить или сохранить в составе.

Технологический процесс стабилизации

В расширенной схеме стабилизацию водно-нефтяных эмульсий можно представить следующей последовательностью операций:

Подготовка нефти к стабилизации

Перед началом технологических процессов первичной подготовки нефть проходит несколько транспортировочных узлов, в рамках которых могут организовываться пункты предварительной грубой очистки. Это может быть общая фильтрация, избавляющая эмульсию от крупных частиц песка и шлама. От месторождения до ближайшего сборника сырой нефти продукт проходит несколько замерных установок, на которых также берутся первичные пробы и ведется учет пропущенного объема. На первичном узле сепарации сырье отделяют от пластовой воды и попутного газа в определенных количествах. К процессам стабилизации нефть подходит частично в дегазованном и обезвоженном состоянии, но это не главное требование. Более того, на сборных пунктах может накапливаться сырая нефть без всякой предварительной очистки и в таком состоянии отправляться на объекты переработки – далее выполняются процедуры обессоливания, обезвоживания и стабилизации в разном порядке. Сегодня также применяются и комплексные установки очистки и сепарации, где в едином цикле обработки происходит группа технологических процессов подготовки сырья к производственной операции.

Установка для обеспечения процесса стабилизации

Чаще всего для стабилизации применяются универсальные промысловые сепараторы. Они интегрируются в нефтегазовые магистральные сети и работают по принципу проточного обслуживания. Типовая конструкция представляет собой цилиндрический гравитационный сепаратор с патрубками для подключения к трубопроводам и коммуникационными каналами для энергоснабжения. В конструкции установки стабилизации нефти (УСН) предусматривается несколько секций с раздаточным коллектором, по которому происходит переправление отделенных фаз по разным каналам. Нефть, к примеру, направляется в осадительный блок для последующего выделения окклюдированных газовых пузырьков. Гидроциклонные двухъемкостные сепараторы действуют по принципу центробежных сил, разделяя нефть и газ на самостоятельные потоки.

Оборудование для процессов стабилизации и очистки нефти

Комбинированный способ подготовки нефти в данном случае предполагает выполнение процессов очистки продукта от легких меркаптанов и сероводорода. В условиях нефтяного промысла это оптимальное сочетание методов предварительной подготовки сырья для дальнейших производственных этапов. В общем технологическом процессе очистки и стабилизации применяется нагрев, паровое орошение, газовая сепарация и вывод очищенных остатков. Важным условием является и регуляция давления в диапазонах 0,1-0,2 МПа при температуре до 160 ºС. При использовании правильно подобранного отпаривающего агента можно добиться высокого качества стабилизации нефти на промыслах с необходимым отбором дистиллятов. Качество конечного продукта повышается при оперативном понижении температуры и давления, что повышает интенсивность разделения смесей.

Устройство ректификационных колонн

В комплексных многофункциональных установках для экономии логистических операций применяются группы колонн. Каждая из них выполняет определенный технологический процесс, а в общей инфраструктуре на разных уровнях происходят смежные процедуры. В данном случае рассматриваются колонны стабилизации нефти посредством ректификации. Как правило, данная операция организуется после процессов обезвоживания и обессоливания. Колонна имеет теплообменник, в котором нефть подогревается до оптимальной температуры, после чего ее выводят в форме парогазожидкостной смеси и разделяют на фазы. На специальных тарелках ректификатора производится орошение жидкостных фаз с отпаривающим веществом. Затем могут следовать процессы охлаждения и обогащения другими активными элементами в зависимости от требований к отбираемому дистилляту.

Положительные эффекты стабилизации

Технологическая организация процессов подготовки нефти требует немалых энергетических затрат. Сложность таких процедур обуславливается и тем, что они часто выполняются в условиях промысла без высокого уровня инфраструктурного обеспечения. Тем не менее стабилизация нефти на начальных этапах переработки дает следующие преимущества:

Заключение

Методы стабилизации являются частью общего процесса очистки водно-нефтяных эмульсий, но имеют свои особенности с точки зрения применения. Во-первых, это гибкая процедура по своему назначению. Она может выполняться как в целях консервации определенных элементов в составе при добыче и транспортировке ресурса, так и для сепарации с выводом ненужных компонентов. Во-вторых, методы стабилизации сходятся по технологии исполнения с общими техниками физико-химической подготовки нефтегазового сырья, но с определенными отличиями в параметрах воздействия со стороны активных сред.

Источник

Содержание: Краткая характеристика процесса стабилизации нефти

Краткая характеристика процесса стабилизации нефти_____________________4

Обзор и анализ существующих методов построения математических

моделей, применяемых для построения модели печи, в установках

комплексной подготовки нефти ________________________________________8

Получение математической модели трубчатой печи_______________________10

Построение статической характеристики объекта_________________________15

Построение динамической характеристики объекта_______________________16

Часть 1. Краткая характеристика процесса стабилизации нефти.

Установки стабилизации нефтей строятся и эксплуатируются на промыслах. Углеводородные газы направляются на газоперерабатывающий завод (ГПЗ), а стабильная нефть — на нефтеперерабатывающий завод (НПЗ).

Применяют следующие способы стабилизации нефти: горячую, или вакуумную, сепарацию и ректификацию.

При горячей сепарации от нефти отделяется широкая газовая фракция, в которой наряду с пропанобутановой фракцией содержится большое количество более высокомолекулярных углеводородов, извлечение которых из нефти ухудшает ее качество. Для извлечения высокомолекулярных углеводородов из широкой газовой фракции и последующего возвращения их в стабильную нефть используют следующие процессы:

1) однократную конденсацию с последующей компрессией, масляной абсорбцией или низкотемпературной конденсацией остаточных газов;

2) фракционированную конденсацию с последующей компрессией газового остатка;

3) абсорбцию или ректификацию.

Для стабилизации только нефтей применяют одноколонные установки, а двухколонные установки используют для стабили­зации нефти — в одной колонне и стабилизации газового бензина — в другой. Последние используют для нефтей с высоким содержанием растворенных газов — более 1,5 % (масс.) [4].

На рис. 1 приведена технологическая схема промысловой двухколонной стабилизационной установки, используемая для нефтей с высоким содержанием растворенных газов [1].

Рис. 1 Схема установки для стабилизации нефти.

1, 11, 17, 18 — насосы; 2,7 — теплообменники; 3 — водоотделитель; 4 — первая ректификационная колонна; 5 — конденсаторы-холодильники; 6 — емкость бензина; 8 — вторая ректификационная колонна; 9 — печь; 10 — горячий насос; 12 — кипятильник с паровым пространством; 13, 14 — холодильники; 16 — емкость орошения.

Линии: I — сырая нефть; II — сухой газ; III — сжиженный газ; IV — стабильная нефть; V — бензин.

По этой схеме нефть насосом 1 прокачивается через теплообменник 2 в водогрязеотстойник 3, где отстаивается от воды, и затем направляется в ректификационную колонну 4, работающую под давлением от 2 да 5 ат. Перетекая по тарелкам колонны, нефть освобождается от легких фракций, которые, пройдя вместе с газами конденсатор-холодильник 5, конденсируются и собираются в газосепараторе 6. Здесь несконденсированные газы отделяются от жидкой фазы, состоящей главным образом из бутана, гексана и высших. Первые направляются в газовую магистраль и далее на газофракционную установку, а вторые через теплообменник 7 в стабилизационную колонну 8 газового бензина. Колонна 8 работает под давлением 8-12 ат. Лишенная низкокипящих фракций нефть горячим насосом 10 частично подается на циркуляцию в трубчатую печь 9, а оставшаяся доля 11 направляется через теплообменник 2, кипятильник 12, холодильник 14 в емкость стабилизированной нефти [1].

Стабилизационный бензин проходит через кипятильник 12, теплообменник 7 и холодильник 13, а далее либо направляется в емкость либо смешивается со стабилизированной нефтью и направляется на нефтеперерабатывающий завод [1].

В системе установки стабилизации нефти происходит много процессов. Рассмотрим один из них: процесс нагрева нефти в трубчатой печи 9.

Рис. 2 Упрощенная схема трубчатой печи

Основные технологические характеристики трубчатой печи [2].

Часть 2. Обзор и анализ существующих методов построения математических моделей, применяемых для построения модели печи, в установках комплексной подготовки нефти.

Существует множество методов построения моделей технологических процессов. Приведем несколько из них:

Учитывая все отмеченные выше достоинства аналитических методов, а также то, что технологический процесс, протекающий в трубчатых печах, подробно изучен и имеются аналитические зависимости характеризующие его, то наиболее эффективным методом получения модели будет аналитический.

Часть 3. Получение математической модели трубчатой печи.

Модель будем строить в рамках следующих допущений и ограничений, которые определяются, исходя из анализа технологического процесса.

Принимаем следующие ограничения и допущения:

Внутри змеевика параметры распределённые (температура зависит от координаты, меняется по длине змеевика). Стационарный процесс (за малые промежутки времени параметры не изменяются в широких пределах). В змеевике процесс идеального вытеснения (в любом сечении трубы температура постоянна в каждой точке этого сечения). Принимаем на основании того, что движение потока хладагента в змеевиковых и трубчатых элементах небольшого диаметра удовлетворительно соответствует гидродинамической модели идеального вытеснения. Поперечное перемешивание в змеевике идеальное. Тепловой поток через поверхность теплообмена устанавливается мгновенно и направлен перпендикулярно к ней в каждой точке. Идеальная изоляция от внешней среды (нет потерь тепла в окружающую среду). Среды, участвующие в процессе, несжимаемы. Коэффициент теплопередачи от газа к сырью постоянен по площади поверхности змеевика. Преобладающий процесс теплопередачи в печи – теплопроводность. Внутри печи сосредоточенные параметры. Теплоемкость поверхности теплообмена пренебрежимо мала по сравнению с теплоемкостью веществ, участвующих в процессе теплообмена. Давление постоянно.

Перейдем к получению математической модели. Так как в змеевике распределенные параметры, выделим элементарный объем ΔV длиной Δх.

Рис. 3 Элементарный объем

Uвх– объем сырья на входе.

Uвых – объем сырья на выходе.

Qвх – количество тепла, поступающего с сырьем на вход.

Qвых – количество тепла, выходящего с сырьем.

Твх – температура сырья на входе в элементарный объем.

Tвых – температура сырья на выходе из элементарного объема.

q – количество тепла передаваемое выделенному объему в процессе теплообмена.

С – теплоемкость сырья.

Запишем уравнение теплового баланса для хладагента, т. е. для нефти в выделенном обьеме змеевика.

В статическом режиме: (1)

В динамическом режиме: (2)

Выражаем все слагаемые через технологические параметры:

– изменение количества тепла в выделенном объеме

– количество тепла на входе в выделенный объем

– количество тепла на выходе выделенного объема

– количество тепла передаваемое выделенному объему в процессе теплообмена.

– выделенный элементарный объем

– площадь поверхности теплообмена

5) Подставим технологические параметры в ур-е теплового баланса, получим:

Разделим обе части уравнения на .

Объем сырья на входе и выходе одинаков, поэтому .

Теперь разделим обе части уравнения на

Где -объемная скорость поступления сырья в выделенный объем и выхода из него.

6) Возьмем предел от обеих частей уравнения (4) при и

Получили математическую модель:

Выведем передаточную функцию объекта.

Для этого примем изменение температуры сырья по длине змеевика постоянным.

Введем безразмерные нормированные функции:

Разделим выражение на , получим:

— постоянная времени, размерность секудны.

— безразмерный коэффициент.

Проверим размерность[] = = [сек]

Возьмем преобразование Лапласа от ( ), получим:

Структурная схема данной модели будет выглядеть следующим образом:

Часть 4. Построение статической характеристики объекта.

Запишем уравнение для статического режима.

, d=0.14 м, L=70м, С = 2090 Дж/(М3·˚С), , V=3.

Решив данное уравнение с учетом начального условия , получим

Построим график зависимости температуры сырья по длине змеевика в зависимости от температуры внутри печи.

Рис. 4 Статическая характеристика.

Часть 5. Построение динамической характеристики объекта.

Запишем уравнение для динамического режима при условии что изменение температуры сырья по длине будем считать не изменяющейся величиной.

Подадим единичный скачок на вход системы.

Возьмем обратное преобразование Лапласа от функции и посмотрим реакцию системы на единичный скачок.

Рис 5. Реакция системы на скачок.

Подадим скачок температуры в печи равный 50єС. Построим динамическую характеристику зависимости температуры сырья от времени.

Рис 6. Динамическая характеристика.

В работе был рассмотрен один из процессов, протекающих в системе установки стабилизации нефти, а именно процесс нагрева нефти в трубчатой печи.

На основе исходных данных была построена упрощенная математическая модель трубчатой печи.

В силу принятых ограничений и допущений, полученная модель не является точным описанием реального процесса нагрева нефти в трубчатой печи, но позволяет исследовать статику и динамику системы без учета конструктивных особенностей реального объекта.

Применение такого приема при построении моделей связано с тем, что стремление учесть как можно большее число факторов приводит к получению слишком громоздкой системы дифференциальных уравнений, решение которой крайне затруднительно.

Источник