Введение к работе
Аюуальность темы Оренбургское нефтегазоконденсатное месторождение (ОНГКМ), на базе которого был создан Оренбургский газохимический комплекс, вступило в заключительную стадию разработки, в связи с этим особой остротой встают проблемы, вызванные значительным снижением объемов добычи газового конденсата и соответствующим снижением загрузки Оренбургского газоперерабатывающего завода (ОГПЗ) Эти обстоятельства привели к необходимости поддержания сырьевой базы ОГПЗ за счет разработки и эксплуатации новых месторождений, в том числе и нефтяных, а также за счет углеводородных потоков Карачаганак-ского нефтегазоконденсатного месторождения (КНГКМ), отличающихся повышенным содержанием тяжелых углеводородов и кислых компонентов Переход завода, спроектированного и оснащенного оборудованием для переработки природного газа и газовых конденсатов, на переработку сырья со значительным содержанием высокомолекулярных парафинов и смол, выявил ряд проблем, в том числе образование асфальтосмолистых и парафиновых отложений (АСПО) и механических примесей в технологическом оборудовании, что осложняет ведение технологического процесса переработки углеводородного сырья, ухудшает качество товарной продукции, приводит к трудоемким ремонтным работам Основное количество исследований методов борьбы с АСПО в мировой практике направлено на изучение проблемы при добыче и транспорте парафинсодержащего углеводородного сырья Исследования методов борьбы с отложениями в перерабатывающей отрасли отражены недостаточно и поэтому проблема снижения и предупреждения АСПО в технологическом оборудовании предприятий, перерабатывающих газ и газовые конденсаты, в число которых входит ОГПЗ, представляется весьма актуальным
Цели работы - изучение причин, механизма образования АСПО и механических примесей в технологическом оборудовании при переработке газа и газовых конденсатов и разработка эффективных методов борьбы с отложениями на ОГПЗ
Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие научные задачи.
определение физико-химических свойств сырья ОГПЗ, смоделированного в соответствии с фактическими и прогнозируемыми потоками жидких углеводородов, поступающих на переработку, установление природы и изучение механизма образования АСПО,
поиск эффективных методов борьбы с АСПО,
- проведение опытно-промышленных испытаний разработанных методов
борьбы с АСПО и выдача рекомендаций по их применению
Научная новизна исследований Установлено, что основой механизма образования компонентов АСПО в технологическом оборудовании ОГПЗ является абсорбционно-окислительный процесс
Выявлена конденсация (утяжеление) абсорбированных углеводородов в алканоламиновых растворах и их накопление в процессе эксплуатации абсорбента Накопление утяжеленных углеводородов совместно с продуктами окисления абсорбента в растворе алканоламинов достигает 15 % масс
Получена зависимость изменения концентрации оседающей смоло-асфальтеновой взвеси в системе стабильного конденсата от времени, на основе которой установлен период наиболее интенсивного осадкообразования Выявлено, что образование донных осадков - результат параллельно протекающих процессов накопления и межмолекулярных взаимодействий осадкообразующих компонентов
Разработана рецептура эффективного композиционного растворителя АСПО на базе прямогонной фракции 150 - 200С, содержащая углеводороды (алканы, арены) С9 -Сю с добавкой реагента на основе ПАВ Добавка реагента в количестве 20 % масс повышает эффективность прямогонной фракции 150-200 С на 10 %
На защиту выносятся:
-
Экспериментально - теоретические результаты исследований состава и механизма образования АСПО в технологическом оборудовании ОГПЗ,
-
Экспериментально - аналитическое обоснование условий применения углеводородных растворителей и реагентов на основе ПАВ для удаления АСПО, образующихся из перерабатываемого сырья
3 Разработанная технология удаления АСПО из межтрубного пространства теплообменника «амин-амин» установки сероочистки газа Практическая значимость исследований
Проведены опытно-промышленные испытания предлагаемой трехступенчатой технологии удаления АСПО из теплообменника «амин-амин» установки сероочистки газа с применением известного реагента СНПХ 7890, свидетельствующие о преимуществах данной технологии с применением реагентов на основе ПАВ по сравнению с существующей одноступенчатой технологией на ОГПЗ с использованием водного раствора тринатрийфосфата (Na3P04 * 12Н20)
Получены положительные результаты использования в промышленных масштабах в качестве растворителя АСПО прямогонной фракции 150 - 200С, производимой на ОГПЗ
Рекомендована для предупреждения АСПО минимально допустимая температура хранения стабильного конденсата + 7 С ОГПЗ при его существующих физико-химических свойствах
По результатам изученного механизма и причин образования АСПО в технологическом оборудовании ОГПЗ разработаны и выданы рекомендации по технической модернизации оборудования системы сепарации поступающего газа, узла теплообмена и хранения аминовых растворов установки сероочистки газа, исключающие окислительные процессы и абсорбцию тяжелых углеводородов
Апробация результатов исследований
Основные результаты диссертационной работы были изложены на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Новые промышленные технологии» (г Оренбург, 2001), конференции, посвященной 45-летию «Север-НИПИгаз» (г Ухта, 2005), конференции молодых руководителей и специалистов ООО «Оренбурггазпром» «Улучшение качества добываемого сырья, углубление переработки газа, жидких углеводородов и расширение ассортимента выпускаемой ликвидной дорогостоящей продукции как фактор экономической стабильности ОГХК» (г Оренбург, 2006), 7- й Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (г
Москва, 2007), международной научно - технической конференции «Основные проблемы освоения и обустройства нефтегазовых месторождений и пути их решения» (г Оренбург,2007) По материалам диссертационной работы опубликовано 14 работ
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 130 страницах печатного текста, состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения полученных результатов, выводов, списка литературы, включающего 138 наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов, и приложения, включает 40 рисунков и 22 таблицы
