Введение к работе
Актуальность работы
За последние десятилетия резко возросло количество добываемых высокосернистых нефтей, и одновременно повысились экологические требования к качеству продукции скважин.
В России с 1.01.2012 г. обязательно выполнение условий ГОСТ Р 51858-2002, изм. №2, ограничивающего содержание сероводорода и легких меркаптанов в нефтях, подготовленных к транспортировке по магистральным нефтепроводам и наливным транспортом для поставки потребителям Российской Федерации и на экспорт. Согласно этому ГОСТу содержание сероводорода не должно превышать 20 и 100 ррт для видов 1 и 2 соответственно.
Сероводородсодержащие нефти подвергаются очистке с применением химических и физических методов.
Применение химических методов приводит к ухудшению качества нефти, поскольку продукты реакции частично или полностью попадают в товарную нефть.
При использовании физических методов сероводород переводится в газообразное состояние вместе с другими легкими фракциями углеводородов, что позволяет совместить процесс очистки нефти от сероводорода со стабилизацией, ориентированной на получение нефти с заданным давлением насыщенных паров. Ввиду вышесказанного, предпочтительна физическая очистка нефти от сероводорода путем удаления этого агрессивного и опасного для человека и окружающей среды компонента с последующей его утилизацией.
На сегодняшний день предложено немало технологий и имеется множество патентов по вопросу очистки нефти от сероводорода, в т.ч. совмещающих физические и химические методы. Разнообразие применяемых способов свидетельствует об отсутствии универсальной технологии и актуальности задачи ее разработки.
Цель работы - теоретическое обоснование, разработка и внедрение новой технологии очистки нефти от сероводорода на промыслах. Основные задачи исследования:
анализ известных методов и технологий очистки нефти от сероводорода на основе литературных данных;
разработка эффективной технологии очистки нефти от сероводорода, основанной на применении физических методов и совмещающей процесс удаления сероводорода со стабилизацией нефти;
расчетное исследование разработанной технологии, определение оптимальных параметров проведения процесса;
изучение возможности применения разработанной технологии при комплексной подготовке нефти на промыслах.
Методы решения задач
Поставленные задачи решались на основе анализа литературных данных и данных опытно-промышленных испытаний. Основным методом исследования являлось компьютерное моделирование технологических схем и процессов.
Научная новизна
-
Разработана новая схема двухступенчатого гидроциклонирования для совместной стабилизации и очистки нефти от сероводорода.
-
Применительно к технологии гидроциклонирования установлена зависимость истинного давления насыщения очищенной нефти от температуры ведения процесса, и показано его соотношение с давлением насыщенных паров, определенным по методу Рейда.
-
Разработана новая высокоэффективная технология десорбционной очистки нефти от сероводорода с использованием байпасинг-колонны с беспровальными тарелками мелкожалюзийного типа и удвоенной глубиной сливных устройств.
-
Разработана энергонезависимая безотходная технология комплексной подготовки сероводородсодержащий нефти.
-
Впервые показана возможность очистки нефти методом десорбции собственным, растворенным в нефти, газом. Определены необходимые и достаточные условия для реализации процесса очистки без привлечения газа со стороны.
-
Установлена зависимость достигаемой степени очистки нефти от сероводорода методом десорбции от содержания сероводорода в десорбирующем газе.
Теоретическая и практическая ценность
Теоретическая ценность работы заключается в изучении и научном обосновании применения технологии десорбционной очистки нефти от сероводорода на промыслах, интегрирования ее в установки комплексной подготовки нефти.
Разработанная технология очистки нефти от сероводорода методом десорбции успешно внедрена на месторождении Крайнего Севера на предприятии ООО «Нарьянмарнефтегаз» на двух установках очистки нефти от сероводорода общей производительностью 9 млн. т/год. При удовлетворительной стабильности остаточное содержание сероводорода в нефти не превышает 20 ррга.
Разработанная безотходная энергонезависимая технология очистки нефти от сероводорода используется ООО «Проектно-технологический институт НХП» при проектировании установок комплексной подготовки нефти на промыслах.
Достоверность результатов исследований
Достоверность выводов и результатов работы обеспечивается используемыми в ней современными экспериментальными и расчетными методами и соответствующей нормативной базой. Компьютерное моделирование выполнено с использованием лицензионной версии специализированной программы Aspen HYSYS. Достоверность подтверждается сходимостью расчетных данных с опытными данными и результатами промышленного внедрения.
Апробация работы
Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались:
- на XXIII Всероссийской конференции обучающихся «Национальное
достояние России», г. Москва, 2008 г.;
на международных научно-практических конференциях «Нефтепереработка-2008», г. Уфа, 2008 г., «Нефтегазопереработка-2009», г. Уфа 2009 г.
- на III научно-практической конференции «Новые разработки в
нефтяном и химическом машиностроении», г. Туймазы, 2008 г.
- на международной заочной конференции молодых ученых «Инновации
молодых - основа устойчивого развития регионов», г. Уфа, 2009 г.
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 18 работ, в том числе 9 статей (из них 6 в журналах из перечня ВАК) и 6 докладов на конференциях, получено 3 патента на изобретения.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и литературы. Общий объем работы включает 187 страниц, содержит 28 таблиц, 58 рисунков и список использованных источников и литературы из 112 наименований.
