Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Становление и развитие процесса первичной перегонки нефти на нефтеперегонных заводах г. Грозного в предвоенные годы (1895 г. -1940 г.) 9
1.1 Предпосылки для становления крупной промышленной переработки грозненской нефти 9
1.2 Первые промышленные Грозненские нефтеперегонные заводы 12
1.3 Состояние грозненской нефтеперерабатывающей промышленности и строительство нефтеперегонных заводов в период 1900-1920 гг 30
1.4 Обоснование необходимости восстановления и развития грозненских заводов для перегонки нефти в 1920-е годы 36
1.5 Восстановление переработки грозненской нефти в 1920-е годы 41
1.6 Реконструкция и модернизация старых кубовых батарей. Улучшение работы нефтеперегонных кубовых батарей 47
1.7 Состояние процесса первичной перегонки нефти на грозненских заводах в начале 1930-х годов 62
1.8 Первые отечественные грозненские трубчатые нефтеперегонные установки 68
1.9 Зарубежные трубчатые нефтеперегонные установки 70
1.9.1 Трубчатые установки системы Фостера - Виллера 70
1.9.2 Установка фирмы «Пинч» для первичной перегонки грозненской нефти 79
1.9.3 Трубчатая установка фирмы «Борман» 83
1.9.4 Трубчатая установка системы Баджер 87
1.9.5 Нефтеперегонные установки системы «АЛКО» 90
1.10 Отечественная установка «Советская трубчатка» в Грозном 96
1.11 Процесс первичной переработки нефти на грозненских НПЗ - основа для становления нефтехимической промышленности в Грозном 99
1.12 Организация стахановского движения на установках первичной переработки нефти 100
1.13 Вклад грозненских ученых в исследование процесса первичной перегонки нефти в предвоенные годы 102
Глава II. Состояние процесса первичной переработки нефти на грозненских НПЗ в период 1941-1960-е годы 110
2.1 Эвакуация и восстановление Грозненских нефтеперерабатываюших заводов в период в период 1941-1945 гг 110
2.2 Реконструкция и усовершенствование трубчатых установок первичной переработки нефти в послевоенные годы (1945-1960-е годы) 110
2.2.1 Реконструированная установка «Советская трубчатка» АВТ-11 110
2.2.2 Установка АВТ-2 ГНПЗ им. А. Шерипова 113
2.3 Вклад инженерно-технических работников грозненских НПЗ в улучшение процесса первичной переработки нефти в 1950-1960-е годы 123
2.4 Вклад грозненских ученых в исследование ректификации и процессов первичной переработки нефтей на грозненских НПЗ в 1960-е годы 125
Глава III. Состояние процесса первичной переработки нефти на грозненских НПЗ в 1970-2000-е годы 129
3.1 Состояние процесса первичной переработки нефти на грозненских заводах в 1970-1990 гг 129
3.2 Реконструкция установки АВТ-2 ГНПЗ им. А. Шерипова 147
3.3 Вклад грозненских ученых в исследование, модернизацию и совершенствование технологии и аппаратурного оформления установок АТ и АВТ на грозненских НПЗ в 1970-1990-е годы 148
3.4 Состояние процесса первичной переработки нефти в период разрушения нефтеперерабатывающего комплекса ЧР в 1995-2000 гг 150
Глава IV. Исследования процесса отбензинивания грозненских нефтей с использованием нетрадиционных волновых методов обработки в 2008-2014 гг 154
4.1 Характеристики нефтей, нефтепродуктов и методы анализа 154
4.2 Объекты и методы экспериментальных исследований по влиянию волновых воздействий на процесс отбензинивания нефти 156
4.2.1 Проточная установка для обработки нефти ультразвуковым и магнитным полем 156
4.3 Экспериментальные исследования процесса отбензинивания нефти 158
4.3.1 Влияние магнитной обработки нефти на эффективность отбензинивания 158
4.3.2 Влияние добавки отработанного масла к сырой нефти перед процессом обессоливания 161
4.3.3 Комбинирование добавок и волновых воздействий для повышения эффективности отбензинивания нефти 161
4.3.4 Исследование влияния параметров волновой обработки и добавки отработанного масла на размер частиц дисперсной фазы 162
4.4 Теоретическое обоснование и варианты практической реализации процесса отбензинивания нефти с использованием волновых воздействий 166
4.4.1 Закономерности влияния магнитного и ультразвукового полей на процесс отбензинивания нефтяного сырья 166
4.4.2 Принципиальная технологическая схема процесса отбензинивания нефти с блоком предварительной волновой обработки и дозирование добавки отработанного масла 167
Выводы 169
Список использованной источников 170
- Первые промышленные Грозненские нефтеперегонные заводы
- Трубчатые установки системы Фостера - Виллера
- Состояние процесса первичной переработки нефти на грозненских заводах в 1970-1990 гг
- Исследование влияния параметров волновой обработки и добавки отработанного масла на размер частиц дисперсной фазы
Первые промышленные Грозненские нефтеперегонные заводы
Нефтеперерабатывающий завод И.А. Ахвердова. Иосиф Аветович Ахвердов -владикавказский адвокат, был первым грозненским предпринимателем, заложившим первые буровые скважины и построившим первые крупные нефтеперегонные заводы, вместо существовавших тогда в Грозном неглубоких нефтяных колодцев и заводов из примитивных кубов [38- 52].
Грозненские промыслы Ахвердовым были приобретены у владикавказского купца 1-й гильдии Шимона Нитабуха, которому они были отданы на откуп в 1885 - 1895 гг. Это были богатейшие нефтеносные участки в станицах Грозненской, Алхан-Юртовской и Карабулакской общей площадью в 45 десятин [40].
13 мая 1893 г. адвокат и присяжный поверенный из Владикавказа И.А. Ахвердов стал официальным компаньоном Владикавказского 1-й гильдии купца Ш. Нитабуха по доверенности, выданной им И.А. Ахвердову 31 августа 1892 г. на ведение дел по арендованию нефтяных источников в Терской области [41].
В 1893 г. добыча нефти на скважинах Ахвердова достигла 8,3 млн. пудов нефти. В 1895 году из 28397 тыс. пудов нефти, добытой в промысловом районе, на долю Ахвердова приходилось 28116 тыс. пудов, остальное же незначительное количество принадлежало нефтепромышленнику Русановскому, совместно с которым Ахвердов И.А. запроектировали строительство двух больших нефтеперегонных заводов и двух нефтепроводов [13,32--34].
В связи с этим И.А. Ахвердовым 9 марта 1895 г. было подано «Прошение» от фирмы «Товарищества грозненского нефтяного производства И.А. Ахвердов и К» с просьбой разрешить «.. постройку керосинового завода, а также помещений для хранения осветительных минеральных масел, нефти и продуктов ее перегонки с целью продажи на участке земли в две десятины, арендованном у грозненского станичного общества» [40-42].
На карте (рисунок 1.1) приведен план нефтяной площади близ г. Грозного в Терской области с указанием участков, принадлежащих различным нефтяным обществам и отдельным нефтепромышленникам, в том числе и Ахвердову, где и был построен ахвердовский нефтеперегонный завод. апреля 1895 г. товарищество Ахвердова заключило договор с английской фирмой «Стюард-Лимитед» на строительство нефтеперегонного завода. Договор был заключен на 36 лет [10]. Владельцы товарищества Ахвердов и Киреев, получив от фирмы «Стюард-Лимитед» 50 тыс. рублей, выдали доверенность на имя подданного Великобритании Ф.В. Гарбут, на управление строительством объектов общества от фирмы «Стюард-Лимитед». Через несколько месяцев строительство крупного нефтеперегонного завода Ахвердова И.А. было завершено, и во 2-ое окружное акциозное управление Ставропольской губернии Терской и Кубанской областей обществам [40-42] и отдельным нефтепромышленникам поступило заявление от главного уполномоченного товарищества «И А. Ахвердов и К0» Ф.В. Гарбута, сообщившего, что на новом заводе в г. Грозном с 3 ноября 1895 г. приступают к перегонке нефти [43,44].
Завод общества «И.А. Ахвердов и К0», построенный английской компанией «Стюард Лимитед», начал свою производственную деятельность 10 ноября 1895 г. и стал родоначальником Грозненской нефтеперерабатывающей промышленности (рисунок 1.2) [10,-17, 25].
Эту дату официально считают датой начала промышленной переработки грозненской нефти.
Новый завод Ахвердова, согласно протоколам измерений, за 9 августа 1895 г., первоначально имел один железный резервуар емкостью 10464 куб. футов, вмещавший 15600 пудов нефти, и два больших нефтеперегонных куба для получения бензина [44-45].
В дальнейшем завод расширялся и состоял из пяти кубов для сырой нефти ёмкостью 6 тыс. пудов и перерабатывал 20 млн. пудов нефти (320 тыс. т в год). Кроме того, завод имел «..парк из 9-ти резервуаров, два бензиновых куба, электрическую и насосную станции, механическую и котельную мастерские, незначительную ходовую лабораторию и здание для администрации» [10]. До августа 1899 г. работа завода носила случайный характер и только в сентябре 1899 г. он был выведен на проектную мощность [17, 20].
В апреле 1896 г. завод общества «Ахвердов и К» вырабатывал до 10 тыс. пудов керосина в сутки, который практически полностью экспортировался за границу [34, 43-46]. При первичной переработке грозненской нефти на кубовых установках выход фракций составлял: 21-25 % керосина (уд. вес 0,825), 12-16 % бензина (уд. вес 0,705-0,730), 4,5 % солярового масла (уд. вес-0,882), остальные 55 %-нефтяные остатки (уд. вес 0,925-0,952), 4 % потерь [7].
Первоначально производительность первого нефтеперегонного завода А.И. Ахвердова в г. Грозном составляла 1600 т нефти в год. В дальнейшем, завод мог перерабатывать около 20 миллионов пудов сырой нефти в год [7]. Для переработки такого количества грозненской нефти необходимо было постоянно интенсифицировать процесс перегонки нефти. К этому времени в нефтепереработке, особенно на бакинских заводах, стали применять метод соединения нескольких кубов (3-6) в батареи [47].
Кубовые батареи получили широкое применение и на нефтеперегонных заводах Грозного. Так, в конце 90-х годов XIX в. кубовая батарея была внедрена и на заводе И.А. Ахвердова, который перешел в бельгийские руки. Новыми владельцами общества «И. А. Ахвердов и К» в конце 90-х XIX в. годов были вложены значительные средства для расширения, реорганизации и переоборудования всего его промыслового и нефтеперегонного хозяйства [42].
В частности, были построены «..нефтепровод от промыслов к железнодорожной станции в Грозном, сооружено до 40 резервуаров для хранения нефтепродуктов, расширен и перестроен нефтеперегонный завод, площадь под которым в 1896 г. была увеличена с 3-х до 9 десятин» [48]. Производительность ахвердовского завода была повышена до 6 млн. пуд. увеличением числа перегонных кубов с пяти до 24-х и доведением в 1900 г. числа эксплуатационных скважин - до 40 [48].
Значительно был увеличен и земельный фонд общества — с 73 дес. в 1896 г. до 645 дес. в 1900 г. [49].
Большая часть кубов, смонтированных в г. Грозном, в том числе и на заводе Ахвердова, работала не периодически, подобно кубу Дубининых, а непрерывно, причем самотек сырья в батарее от куба к кубу обеспечивался за счет ступенчатого их расположения [22] (рисунок 1.3.) [7]. Постоянство уровня нефти в кубах достигалось выводом неиспарившейся части нефти с помощью трубы специальной конструкции.
На Рисунке 1.4 показан элемент кубовой батареи непрерывного действия [7]. Нефтемерные стекла позволяли следить за уровнем жидкости в кубе. Каждый используемый куб представлял собой большой горизонтальный цилиндрический аппарат диаметром от 2,5 до 4,5 м, длиной от 8 до 15 м, полезным объемом до 30 м3.
Трубчатые установки системы Фостера - Виллера
Атмосферная трубчатая установка системы Фостера – Виллера. Трубчатая установка Фостера–Виллера в Грозном проектировалась для переработки грозненской парафинистой нефти с отбором светлых до 50% и производительностью до 2,0 тыс. т в сутки [87].
Установка была построена американской фирмой «Фостер-Виллер» и введена в эксплуатацию в августе 1930 г. [87].
Принципиальная технологическая схема установки приведена на Рисунке 1.17.
Трубчатые установки Фостера, построенные в Грозном и Батуми, имели в основном одинаковую схему. Нефть, подогретая до той или иной температуры в теплообменниках и печи, поступала в колонну, где от нее отделялись пары. Остаток подвергался ректификации в отгонной секции, а пары, поднимаясь вверх и ректифицируясь, разбивались на ряд фракций.
Наиболее легкая фракция, вместе с парами орошения, отбиралась в виде паров сверху колонны. Остальные фракции в жидком виде, отбирались в виде боковых погонов, которые для отделения легких фракций подвергались ректификации в стриппингах, расположенных внутри колонны [83]. Эти стриппинги были стандартными и имели каждый по 2 тарелки, что являлось в большинстве случаев недостаточным для улучшения ректификации и приводило к значительному повышению количества орошения.
Проектная производительность установки составляла 2000 т/сутки, причем фирма гарантировала следующие показатели ректификации дистиллятов: пропускная способность 15 тыс. баррелей в сутки грозненской нефти с удельным весом 0,854; отбор остатка (мазута) не более 55 %; расход топлива 1,65% и отбор 50% светлых продуктов следующего качества: бензин легкий 1-й сорт нк-1600С; лигроин 160-2000С; керосин 200-2700С; соляр 2700С и выше.
Отбор дистиллятов на установке составлял до 47-48%, при этом бензина легкого 12,5%; лигроина 7,5%; керосина 17% и соляра 11% в среднем.
Установка давала нечеткое разделение указанных фракций. Налегание фракций для бензина и лигроина составляло 200С, лигроина и керосина 150С.
До ноября 1930 г. установка работала на несколько меньшей, чем проектная, производительности по нефти - 14200 баррелей/сутки, плотностью 0,847. Это было связано с неполадками в работе бензиновых регенераторов.
В конце 1931 г. грозненцы перешли на получение тяжелого бензина с концом кипения 2000С и, кроме того, общий отбор был углублен до 65-70% в связи с необходимостью получать парафинистый дистиллят для нужд парафинового завода.
При этом керосиновый дистиллят стали получать из стриппинг-секции для лигроина, а парафинистый дистиллят из стриппинга для керосина.
В Таблице 1.21 приведена производительность грозненской трубчатой установки «Фостер-Виллера» за сентябрь 1931 г., апрель 1932 г. и средняя за 8-9/IV. 1932 г.
Потери при перегонке принимались равными 0,8-1,2 %. Приведенная в Таблице 1.21 производительность за сентябрь - это наиболее высокая при обычной работе до перехода на отбор парафинистого дистиллята.
Во время обследования 8-9 апреля 1932 г. при отборе парафинистого дистиллята производительность установки была значительно выше среднемесячной за апрель.
Также значительно ниже проектной была температура поступающего в печь сырья, что было связано с выключением бензиновых пародистиллятных регенераторов.
Основными аппаратами установки являлись печь и ректификационная колонна [87]. Печь системы Фостер-Виллера представляла собой печь радиантно-конвекционного типа с вертикальным потоком газов [83]. Объем топочного пространства составлял 445 м3.
Сечение конвекционной камеры внизу 133 м2. Поверхность нагрева труб конвекционной камеры: без насадки 292,8 м2; с насадкой 1115 м2 [87].
Ректификационная колонна установки системы Фостер-Виллера была высотой 24,3 м и диаметром 3,96 м. Тарелки в колонне применялись колпачковые, в их число входили и тарелки выпарных секций.
Конструкция ректификационной колонны в процессе работы установки грозненцами была усовершенствована [89]. Для увеличения разделения фракций в улучшенном способе перегонки нефти на трубчатках Фостер-Виллера, запатентованном в 1934 г., была произведена замена стриппинг-секций специальными стриппинг-колоннами, которые в то время называли отпаривающими колоннами [89]. Конструктивное оформление установки допускало работу при повышенном, атмосферном и пониженном давлениях [88].
Проектная производительность грозненской трубчатой установки «Фостер-Виллера», составляющая 2000 т/сутки грозненской парафинистой нефти, в 1933-1934 гг. была перекрыта при более четкой фракционировке дистиллятов [88].
Начиная с 1933 г. на заводы Грозного в связи с падением добычи грозненской нефти стала завозиться бакинская нефть, для перекачки которой в 1935 г. был сооружен нефтепровод Махачкала-Грозный протяженностью 160 км [16].
Основное количество бакинской нефти перерабатывалось на установке «Фостер-Виллера» первого грозненского нефтеперегонного завода. Кроме этого, бакинская нефть перерабатывалась на 12-ти и 15-ти кубовых нефтеперегонных установках, на советских трубчатках, установке системы «Пинч».
Освоение переработки бакинской нефти проходило со сложностями. Эта нефтесмесь характеризовалась разнородностью фракционного состава, загрязненностью, наличием стойких эмульсий и высоким процентом зольности.
Характеристика бакинской нефти, перерабатываемой на грозненских нефтеперегонных установках, приведена в Таблице 1.22, из которой видно, что удельный вес, вязкость, процент акцизных смол и кислотность нефти непрерывно возрастали, при незначительном колебании обводнения и зольности.
Бакинские нефтесмеси, поступающие на переработку, содержали в себе стойкие эмульсии, которые не осаждались при центрифугировании.
Снижение зольности достигалось за счет улучшения предварительного отстоя нефти в резервуарном парке грозненской производственно-товарной конторы.
По отдельным дням и даже месяцам качество бакинской нефти резко колебалось. Так, в январе удельный вес нефти в среднем равнялся 0,898, вязкость при 50С — 2,1, в марте — соответственно 0,875 и 1,4; в июне — 0,900 и 2,2. Переработка бакинской нефтесмеси на установке Фостера-Виллера, на которую она была переведена в январе 1934 г., сопровождалась большими осложнениями и частыми авариями [88].До 7.01.1934 г. установка работала на бакинской нефти почти с полной загрузкой, и при повышенном давлении 17 атм против нормы 14,08 атм.
Производительность установки Фостера первое время была крайне низкой, отбор от потенциала далеко не полным. В среднем за 1934 год извлечение лигроина от потенциала составило 81,7% и по светлым — 90,8%.
И только в конце 1934 г. в работе установки Фостера-Виллера при переработке бакинской нефтесмеси наметились улучшения. В первой половине 1935 г. на установке постепенно повышалась производительность и глубина отбора.
В IY квартале 1935 г. установка включилась в стахановское движение, в результате которого резко изменились показатели работы установки, поднялась производительность и увеличился отбор продуктов.
Переработка бакинской нефти на трубчатке «Фостер» осуществлялась по схеме, приведенной на Рисунке 1.18.
Состояние процесса первичной переработки нефти на грозненских заводах в 1970-1990 гг
В 1975 г. была достигнута за всю историю грозненской нефти самая высокая добыча - 21 млн. тонн в год.
Самый высокий уровень переработки нефти на грозненских НПЗ - более 20 млн. т в год был достигнут в 1982 г. [16,22,25]. Недостающие ресурсы нефти для обеспечения полной загрузки грозненских заводов сырьем поставлялись из Западной Сибири, а также из соседних регионов - Ставропольского края, Дагестана. Нефть поставлялась по следующим основным магистральным трубопроводным системам: Грозный–Армавир–Туапсе, Грозный – Армавир – Донбасс (нефтепродуктопровод), Самара – Лисичанск –Грозный – Баку [25].
В 1974 г. в Грозном стали перерабатывать нефти месторождений, отличающихся высоким содержанием серы. Соответственно под переработку сернистых нефтей необходимо было реконструировать действующие установки первичной переработки нефти и термического крекинга [16,25,136].
Первичная переработка нефти в эти годы осуществлялась на следующих установках:
- АВТ-1 (1932г.) и АВТ-2 (1932г.) (установки системы Алко);
- установка АТ-5,6 (грозненские отечественные установки системы Гипрогрознефти) [144]);
- установка АВТ-11 (1935 г.) (установка «Советская трубчатка»);
- на ГНПК им. В.И. Ленина установка АТ-8 (установка системы Винклер-Коха № 7-8 (1933г.), реконструирована под первичную переработку нефти в 1972 г. и 1976 г. [168]);
- АТ-11/12 (модернизированная отечественная установка Винклер-Коха № 11-12 (1935г.), реконструирована под первичную переработку нефти в 1976 г. [168]);
- АВТ-2 ГНПЗ им. А. Шерипова (построена в конце 1965г.);
- ЭЛОУ-АВТ-6 (построена в 1979 г.) [16,25];
- АТ-14 ГНПК им. В.И. Ленина (модернизированная отечественная установка Винклер-Коха № 13-14 (1936 г.), реконструирована под первичную переработку нефти и ловушечных нефтепродуктов в 1984г.).
В 1979 г. для переработки Западно - Сибирских нефтей была введена в строй новая мощная установка первичной перегонки нефти - ЭЛОУ-АВТ-6, что позволило списать целый ряд устаревших маломощных установок и увеличить эффективность работы всей отрасли. Отбор от потенциала на этой установке составил 99% при более низких затратах. Производительность установки составляла 6 млн. тонн в год.
Установка термокрекинга №14 (1936 г.) в 1984 г. была реконструирована и переоборудована в установку первичной перегонки нефти и ловушечного нефтепродукта с целью получения компонентов автобензинов, дизельного топлива, мазута и технологического газа.
Первичная перегонка нефти порядка 20,5-16,5 млн. т нефти в год на грозненских НПЗ в 1980-е годы и до 1994 года осуществлялась на 9 установках атмосферной и атмосферно-вакуумной переработки нефти, т.е. на одну установку приходилось в среднем 1,8-2,0 млн. т нефти в год [25].
Установки первичной переработки в Грозном территориально располагались на ГНПК и ГНПЗ им. А. Шерипова.
Основным нефтеперерабатывающим заводом по первичной переработки нефти в Грозном являлся ГНПК, где в работе было задействовано 8 установок. В таблице 3.2 приведен перечень установок первичной переработки нефти, задействованных в переработке нефтей на грозненских НПЗ до середины 1990-х годов.
Установки АВТ-1, АВТ-2, построенные в 1932 г. проектной мощностью 1 млн т в год, реконструированные и усовершенствованные в 1970-е годы, предназначались для атмосферно-вакуумной перегонки грозненских, ставропольско-дагестанских и западно-сибирских нефтей, и при частичной реконструкции могли перерабатывать и нефти Прикаспийской впадины (в частности месторождения Тенгиз).
Эти установки старого образца были введены в эксплуатацию в 1932 г. и как производственные мощности были списаны в 1988-1989 гг. В 1995 г. на этих установках был произведен ремонт, и они были снова пущены в эксплуатацию.
Ранее на каждой установке перерабатывалось до 1 млн т в год ставропольско-дагестанских нефтей. При условии переработки на установке грозненской нефти на установке вырабатывались следующие нефтяные фракции: бензин, керосин, дизельное топливо, вакуумный соляр, парафиновый дистиллят, полугудрон.
Технологические схемы, по которым осуществлялась первичная переработка нефтей на установках АВТ-1 и АВТ-2 в 1989-1990-е годы, приведены на рисунках 3.1 и 3.2.
Установка АТ-14, технологическая схема которой приведена на рисунке 3.3, была реконструирована на основе установки ТК-14 системы Нефтепроекта, построенной в 1936г. Установка АТ-14 относилась к цеху №2 ГНПК им. В.И. Ленина.
Установка термокрекинга №14 была в 1984 г. реконструирована и переоборудована в установку первичной перегонки нефти и ловушечного нефтепродукта с целью получения компонентов автобензинов, дизельного топлива, мазута и технологического газа.
Установка термокрекинга №14 была в 1984 г. реконструирована и переоборудована в установку первичной перегонки нефти и ловушечного нефтепродукта с целью получения компонентов автобензинов, дизельного топлива, мазута и технологического газа. В 1994 г. установка была остановлена, а в 1995 г. на ней был проведен капитальный ремонт.
Установка АТ- 5/6 имела три названия: грозненская «Советская трубчатка» (системы бюро Грознефти), пятая и шестая, и установка коммунистического труда, относилась к цеху №1 ГНПК им. В.И. Ленина. Начальник установки Ведерников Н.И. После реконструкции, проведенной в начале 1960-х годов, была усовершенствована для проведения процесса первичной перегонки грозненских нефтей, а в 1970-е годы ставропольско-дагестанских и западно-сибирских нефтей [144].
В 1978 г. на установке АТ 5/6 Грозненского НПЗ им. В.И. Ленина были проведены опытно-промышленные пробеги с целью возможности получения фр. 200-3200С из парафинистых нефтей для использования этой фракции в качестве сырья перспективных установок по производству жидких парафинов для микробиологической промышленности [169].
Были изучены три возможных способа получения прямогонной фракции 200-3200С: боковым погоном из атмосферной колонны; дооборудованием установки вакуумным фракционирующим испарителем; на специальной ректификационной установке вторичной перегонкой товарного дизельного топлива. Проведенный опытно-промышленный пробег на установке АТ-5/6 Грозненского НПЗ им. В.И. Ленина показал, что получение фракции 200-3200С непосредственно в колоннах АТ возможно только за счет незначительного уменьшения ее отбора отпотенциала (до 50-65%), а также снижения суммарного отбора светлых нефтепродуктов на 5-7 %.
В таблице 3.3 приведены результаты опытных пробегов по получению фракции 200-3200С.
Было показано, что в первом случае получение фр. 200-3200С непосредственно из атмосферной колонны приводило к значительному уменьшению ее выработки из-за понижения отбора, а на отдельных мощных установках вообще было и невозможно.
Исследование влияния параметров волновой обработки и добавки отработанного масла на размер частиц дисперсной фазы
Известно, что одним из наиболее значимых факторов устойчивости НДС является размер дисперсной фазы. В связи с этим нами была поставлена цель изучения влияния на дисперсное состояние обезвоженной и обессоленной нефти добавок и волновых воздействий.
В частности, наблюдали тенденцию того, что добавление отработанного масла также приводило к уменьшению частиц в 1,2 – 1,7 раза (таблица 4.5).
Данные Таблицы 4.5 показывают, что добавка деэмульгатора к нефти ведет к укрупнению дисперсных частиц, введение отработанного масла выполняющего роль разбавителя, приводит к их уменьшению. Снижение размеров дисперсных частиц указывает на переход части углеводородов из внешней оболочки сложных структурных единиц (ССЕ) в дисперсную среду, что сопровождается уменьшением сил притяжения углеводородов в нефтяной системе, а также вязкости последней.
Размер частиц нефти в разбавителях варьируется в диапазоне от 7 до 300нм при температуре 200С. Минимальный размер частиц нефти наблюдается при использовании разбавителей ароматического типа.
Перспективным способом изменения размеров дисперсных частиц является использование волновой обработки.
В Таблице 4.6 приведены размеры дисперсных частиц грозненских нефтей с добавкой отработанного масла и обработанных ультразвуком.
Как видно из Таблицы 4.6, добавка до 2,5 % масла к нефти уменьшает размеры дисперсных частиц равнозначно акустической обработке частотой 45 кГц. По данным авторов [200] предложенное совершенствование способа промысловой подготовки нефти с помощью последовательного воздействия ультразвука и постоянного магнитного поля в присутствии активируюшей добавки отработанного масла (для парафинистых нефтей) приводит к уменьшению коорозионной активности оборудования за счет снижения содержания хлористых солей в 15-35 раз, а выход легкой бензиновой фракции увеличивается на 1,5-5 %.
Совместное влияние магнитного поля и ультразвука приводит к более значительному уменьшению размера частиц исходных обезвоженных нефтей при индукции магнитного поля 0,31 Тл, но во всех пробах изученных нефтей дисперсность при совместном влиянии магнитной индукции 0,15 Тл и ультразвука того же порядка, что и при индукции 0,31 Тл (рисунок 4.10).
Аналогично, наибольшее влияние комбинированное волновое действие оказывает на выход легкой бензиновой фракции при индукции магнитного поля 0,31 Тл, но отбензинивание всех проб, изученных нефтей лишь не на много хуже при совместном влиянии магнитной индукции 0,15 Тл и ультразвука (рисунок 4.11).
Следовательно, оптимальной является комбинация влияния ультразвука и магнитного поля с индукцией 0,15 Тл.
В Таблице 4.7 показаны изменения размеров дисперсных частиц грозненских парафинистых нефтей, подвергнутых активации ультразвуком (45 кГц) и постоянным магнитным полем (0,15 Тл) и последовательно их комбинации.
Как следует из Таблицы 4.7 влияние магнитного поля, ультразвука и комбинированного волнового воздействия на изменение размеров дисперсных частиц, изученных нефтей не отмечается.
Необходимо только отметить заметное влияние на указанное изменение природы нефти, хотя авторы [200] указывают, что совместное влияние магнитного поля и ультразвука приводит к более значительному уменьшению размера частиц исходных обезвоженных нефтей при индукции магнитного поля 0,31Тл. Однако в данном случае снижается отбензинивание нефтей.
Интересно отметить, что уменьшение размеров дисперсных частиц при добавке отработанного масла и комплексной волновой обработке коррелирует с концентрацией ПМЦ в исходных нефтях (рисунок 4.12).
Таким образом, обработка исследуемых грозненских нефтей волновыми воздействиями, показывает:
- что увеличение индукции магнитного поля увеличивает выход легкой бензиновой фракции. Увеличение скорости потока через активную зону в изученном интервале снижает эффективность процесса отбензинивания;
- ультразвуковая обработка парафинистой нефти позволяет выделить дополнительно часть легкой бензиновой фракции от 0,5% до 2,5% масс;
- эффект увеличения выхода легкой бензиновой фракции при введении в нефть перед процессом отбензинивания добавок отработанного масла: в интервале от 1 до 2% добавки масла наблюдали увеличение выхода легкой бензиновой фракции (до 2,7% для Черной нефти);
- при комбинировании добавок отработанного масла и волновых воздействий удается значительно улучшить процесс отбензинивания нефтей.
Лучше всего отбензинивание проходило при обработке нефти, ультразвуком, магнитным полем (0,15 Тл), с добавлением отработанного масла в количестве 1,5 %. Увеличение выхода легкой бензиновой фракции Черной нефти в этом варианте составляет до 5 % масс;
- предварительная совместная обработка ультразвуком и магнитным полем с активирующей добавкой при первичной подготовке нефти позволяет увеличить эффективность отбензинивания или снизить энергетические затраты при ректификации при равных отборах.