Введение к работе
Увеличение потребления углеводородного сырья требует комплексного и рационального подхода к использованию ценного "невосполнимого" природного сырья, сокращения его технологических потерь и утилизации при сборе, подготовке и хранении на нефтегазодобывающих предприятиях. Даже доли процента потерь составляют миллионы тонн углеводородов. Достижение потенциала стабильной нефти позволит увеличить ее выход для различных месторождений в среднем на 2,5...6,5 % мае.
Немаловажной является и другая сторона проблемы - загрязнение окружающей среды. Ископаемые углеводороды занимают первое место среди источников загрязнения окружающей среды.
Размещение основных месторождений нефти и газа в районах, удаленных от промышленно развитых регионов, требует разработки простых и эффективных технологий сокращения технологических потерь и утилизации углеводородного сырья. Анализ технологических потерь и отходов производства показывает, что сокращение потерь только наполовину позволит удовлетворить потребности промышленности без дополнительного ввода в эксплуатацию новых месторождений углеводородного сырья.
Системный подход к использованию углеводородных ресурсов с учетом отдельных источников потерь и внедрения технологий по их предупреждению является актуальным как с экономической, так и с экологической точки зрения.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом важнейших научно-исследовательских работ УГНТУ; Межвузовской научно-технической программой "Комплексное решение проблемы разработки, транспорта и глубокой переработки нефти и газа" (приказ
4 Госкомвуза России от 20.03.96 № 468), указанием Госкомвуза России от 26.03.96 № 59-14); единым заказ-нарядом по тематическому плану НИР УГНТУ( 1994-1997 гг.).
Разработка комплекса технологий сокращения потерь и рационального использования углеводородного сырья на нефтегазодобывающих предприятиях.
1. Разработка комплекса технологий сокращения потерь и рационального использования углеводородного сырья на нефтегазодобывающих предприятиях:
-
совершенствование технологий промысловой стабилизации углеводородного сырья;
-
совершенствование и разработка технологических схем улавливания легких фракций из газового пространства резервуаров и низконапорных аппаратов;
-
совершенствование технологий подготовки природного газа;
-
разработка ресурсосберегающих малогабаритных установок, реализующих процессы многоступенчатого испарения и конденсации;
-
совершенствование и разработка технологий утилизации отработанных продуктов на местах применения;
6) разработка метрологически обеспеченных схем автоматического
регулирования процессов.
На основе теоретических и экспериментальных исследований разработан комплекс технологий с автоматизацией и метрологическим обеспечением по сокращению потерь и рациональному использованию углеводородного сырья на нефтегазодобывающих предприятиях и установлены:
зависимости и граничные условия по степени извлечения бензиновых фракций из газа сепарационных установок однократной абсорбцией в трубопроводе смешения;
граничные условия по степени извлечения бензиновых фракций при прямоточном и противоточном контактах абсорбента и газа из газового пространства резервуаров и низконапорных аппаратов;
влияние начального давления разгазирования и эффективности работы сепараторов на величину технологических потерь и увеличение выхода углеводородного сырья;
диапазон устойчивой и эффективной работы и зависимости показателей процесса стабилизации нефти от режимных параметров при подаче газа в промежуточное сечение отгонной секции колонны; выявлены функциональные зависимости расхода газа от упругости паров нефти для управления качеством продуктов стабилизации нефти;
разработана методика теплового расчета горизонтального аппарата, реализующего процессы многоступенчатого испарения и конденсации; определен оптимальный диапазон работы аппарата, эффективность экспоненциального распределения тепловых затрат, установлены функциональные зависимости для регулирования температур нагрева исходного сырья в горизонтальном аппарате в зависимости от давления, температур кипения ключевых компонентов и содержания ннзкокипящих компонентов в смеси;
допустимый диапазон работы установки осушки природного газа с предварительной осушкой абсорбентом в трубопроводе смешения;
факторы, влияющие на эффективность регенерации отработанных продуктов.
Предложен комплекс мероприятий по сокращению технологических потерь и рациональному использованию природного углеводородного сырья (АНК "Башнефть", ВНИИЦ "Нефтегазтехнология", ОАО "Роснефть -Сахалинморнефтегаз", предприятие РАО Газпром "Надымгазпром" и др.).
Разработанные технологические схемы стабилизации углеводородного сырья позволяют снизить энергетические затраты на процесс и уменьшить потери целевых фракций на 0,30-0,35 % мае. Технологии стабилизации нефти внедрены в АНК "Башнефть" и АО "Татнефть" с экономическим эффектом соответственно 172,7 тыс. р./год и 143,35 тыс. р./год (цены 1989 года).
Технологические схемы, основанные на процессе однократной абсорбции, позволяют улавливать бензиновые фракции из газа сепарационных установок и резервуаров, увеличить выход на 0,2-0,4 % мае. и повысить качество товарной нефти. Внедрение данной технологии в НГДУ "Уфанефть" позволит получить экономический эффект 898884,0 тыс. р./год (цены 1996 года).
Технологические схемы улавливания легких фракций на отдельных резервуарах позволяют уменьшить потери легких фракций на 80-90 % мае. и улучшить экологическую обстановку в районах подготовки и хранения углеводородного сырья. Рекомендации и комплексная технологическая схема улавливания легких фракций в пунктах подготовки нефти внедрены в АНК "Башнефть" и переданы ВНИИЦ "Нефтегазтехнология" для внедрения в проектах обустройства нефтяных месторождений.
Новые технологии разделения углеводородного сырья в аппарате многоступенчатого испарения и конденсации приняты к внедрению в проектах на разработку блочных установок по получению прямогонных фракций, получения растворителей (АНК "Башнефть"), регенерации абсорбентов при осушке природного газа (АО "Норильскгазпром") и в других проектах.
7 Технология регенерации отработанных масел внедрена на Шакшин-ском ремонгно-гехническом предприятии Уфимского агропрома с экономическим эффектом 478,800 тыс. р. на 1 т масла (цены 1995 года).
Результаты работы докладывались на Всесоюзном совещании "Совершенствование техники и технологии сепарации нефти на промыслах" (Москва, 1986); Всесоюзном совещании "Пути сокращения потерь нефти на промыслах (Бугульма, 1986); IV Всесоюзном семинаре "Совершенствование процессов газофракционирования и сероочистки легкого углеводородного сырья" (Казань, 1987); II Международной конференции по химии нефти (Томск, 1994); Всероссийских конференциях молодых ученых, специалистов и студентов (Москва, 1995-1996); Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы нефтегазового комплекса России" (Уфа, 1995); Международном семинаре-выставке "Нефть, Газ-96" (Уфа, 1996); Международной научно-технической конференции "Экологические проблемы промышленности зон Урала" (Магнитогорск, 1997); на республиканских научно-технических конференциях (Уфа, 1986-1997); методическом Совете ТатНИПИнефть ( Бугульма, 1997).
Основное содержание работы изложено в 3 монографиях, 92 статьях и тезисах докладов. Получено 8 авторских свидетельств и патентов.
Диссертация состоит из введения , 6 глав, выводов, списка литературы из 209 наименований и 19 приложений. Работа изложена на 293 страницах машинописного текста и включает 61 рис., 60 табл.
