| Код | 382857 | ||||
| Дата создания | 2018 | ||||
| Страниц | 79 ( 14 шрифт, полуторный интервал ) | ||||
| Источников | 15 | ||||
| Изображений | 10 | ||||
|
Файлы
|
|||||
|
Без ожидания: файлы доступны для скачивания сразу после оплаты.
Ручная проверка: файлы открываются и полностью соответствуют описанию. Документ оформлен в соответствии с требованиями ГОСТ.
|
|||||
Нефть является сложной многокомпонентной природной системой, включающей парафиновые, нафтеновые, ароматические углеводороды, гетероатомные соединения, смолы, асфальтены и другие компоненты. Пластовая нефть, кроме этого содержит различные газы, пластовую воду, неорганические соли, механические примеси в различном количестве в зависимости от месторождения, способа добычи и т.д. Для получения товарной нефти определенного качества пластовую нефть подвергают кондиционированию, в процессе которого производят дегазацию, обессоливание, отделение водной фазы и механических включений. При этом используется специальное оборудование установок подготовки нефти, при проектировании которого возникают задачи по определению физико-химических свойств нефти, попутного нефтяного газа, пластовой воды, их смесей, расчету фазового равновесия многокомпонентных углеводородных систем, составлению материальных балансов.
Так, процессы обезвоживания пластовой нефти связаны с разрушением водонефтяных эмульсий, образование которых обусловлено поверхностными явлениями в присутствии природных эмульгаторов. Эффективность обезвоживания нефти зависит от химического строения, свойств и количества специально синтезированных поверхностно-активных веществ – деэмульгаторов.
Процесс отделения газовой фазы (сепарация) также зависит от ряда особенностей конкретного месторождения, в частности ее качественным и количественным составом. Количество ступеней и давление сепарации определяется с учетом энергии пласта, физико-химических свойств нефти и схемы подготовки нефти.
Так, на установке подготовки нефти (УПН) производится глубокое обезвоживание нефти, обессоливание и стабилизация, такая установка является основным звеном пункта подготовки нефти. В случае нефтей с высоким содержанием С1–С5 может быть предусмотрена дополнительная стабилизация посредством ректификации.
Таким образом, УПН представляет собой комплекс автоматизированного оборудования и аппаратов, в которых последовательно и непрерывно происходят процессы подготовки нефти (обезвоживания, обессоливания, сепарации и т.д.), состав которой в каждом конкретном случае обусловлен как качеством пластовой нефти, так и требованиями, предъявляемыми к товарному продукту. Это обосновывает необходимость проектных разработок для каждого месторождения, корректировок работы оборудования в ходе работы и обусловливает актуальность выбранной темы настоящего курсового проекта.
Цель работы – разработать проект установки подготовки нефти мощностью 1,7 млн. т в год по товарной нефти.
Поставленная в работе цель достигается путем решения следующих задач:
Осуществление работ, предусмотренных в проекте, позволит ознакомиться с современным состоянием проблемы подготовки нефти, а также поможет научиться рассчитывать соответствующее оборудование.
1.3.1 Общие закономерности
Обезвоживание нефтей связано с разрушением эмульсий, представляющих собой дисперсную систему, состоящую из двух взаимно нерастворимых или малорастворимых жидкостей (нефти и воды), одна из которых распределена в другой в виде капель. Образование эмульсий происходит в результате взаимного перемешивания нефти и воды, дробления фаз и диспергирования. Нефтяные эмульсии относятся к лиофобным и являются термодинамически неустойчивыми, что используется для их разрушения. По полярности дисперсной фазы (жидкости, которая находится в нефтяной эмульсии в виде капель) и дисперсионной среды (жидкости, в объеме которой содержатся капли другой жидкости) эмульсии классифицируют на два вида:
- эмульсии типа нефть в воде (Н/В), в которых дисперсной фазой является неполярная жидкость – нефть, а дисперсионной средой является полярная жидкость – вода; это эмульсии первого рода или прямые; они смешиваются с водой в любых отношениях и обладают высокой электропроводностью;
...
2.1 Описание технологической схемы
Установка подготовки нефти размещается на ЦППН. В зависимости от физико-химических свойств пластовой нефти, ее обводненности, удаленности ЦППН от месторождений, наличия или отсутствия предварительной подготовки на ДНС, в составе схемы УПН может быть предусмотрено различное оборудование.
Поскольку в нашем случае пластовая нефть не подвергалась предварительному обезвоживанию на ДНС и ее обводненность находится в пределах 20…30%, то в схеме УПН предусмотрим блок предварительного обезвоживания.
На входе в блок предварительного обезвоживания нефть смешивается с деэмульгатором, ингибитором коррозии и поступает в сепаратор 1 первой ступени сепарации с предварительным отбором газа, имеющим компенсатор-депульсатор 2 и выносной каплеуловитель (газосепаратор) 3. Далее нефть поступает в отстойник 4 для предварительного обезвоживания.
...
2.2.1 Расчет материального баланса процесса сепарации
Для расчета материального баланса первой ступени сепарации необходимо определить долю образовавшейся газовой фазы при принятых условиях сепарации (или долю отгона), а также состав газовой и жидкой фазы.
Мольная доля отгона e’ определяется методом последовательного приближения путем подбора такого значения, при котором будет выполняться условие:
...
Таблица 2.1 - Исходные данные для расчета
...
Таблица 2.2 - Определение мольной доли отгона N′
...
Таблица 2.3 - Мольный баланс процесса сепарации первой ступени
...
Таблица 2.4 - Массовый баланс процесса сепарации первой ступени
...
Таблица 2.5 - Характеристика газа, выделяющегося в сепараторе
...
Таблица 2.6 - Материальный баланс сепарации первой ступени на 1 млн. тонн в год по пластовой жидкости
...
2.2.2 Материальный баланс обезвоживания нефти в отстойнике
Эмульсия из сепаратора первой ступени поступает в отстойник, где разделяется на два потока – нефть (эмульсию с меньшим содержанием воды) и пластовую воду. Основные исходные данные для расчета получены в материальном балансе первой ступени сепарации.
Введем обозначения:
...
Таблица 2.7 - Материальный баланс предварительного обезвоживания нефти на 1 млн. т в год по пластовой нефти
...
2.2.3 Сепаратор КСУ
Конечная сепарационная установка предназначена для окончательной стабилизации товарной нефти до такого состояния, при котором будут соблюдаться условия норм товарного продукта. В частности: избыточное давление насыщенных паров нефти при температуре 38°С должно быть:
Таблица 2.8 - Состав нефти, поступающей на сепаратор КСУ
...
Таблица 2.9 - Определение числа молей выделившегося газа N
...
Таблица 2.10 - Мольный баланс процесса сепарации на КСУ
...
Таблица 2.11 - Массовый баланс сепаратора КСУ
...
Таблица 2.12 - Характеристика газа, выделяющегося в сепараторе КСУ
...
Таблица 2.13 - Материальный баланс сепаратора КСУ на 1 млн. тонн в год по пластовой жидкости
...
2.4.1 Расчет трубчатой печи
Целью расчета является выбор необходимого типа и количества печей для подогрева нефти.
Технологической схемой УПН предусмотрен подогрев сырой нефти перед конечной ступенью сепарации для поддержания необходимой температуры 38°С. Производительность потока нефти после блока обезвоживания – 208340 кг/ч. В качестве подогревающего оборудования принимаем трубчатую блочную печь ПТБ – 10 с характеристиками, представленными в табл.2.18.
Необходимое количество аппаратов определим по требуемой поверхности нагрева. Поверхность теплообмена для аппаратов, работающих в стационарном режиме, определяют по формуле:
...
Таблица 2.18 - Техническая характеристика печи ПТБ–10
...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В рамках настоящей работы рассмотрены процессы подготовки пластовой нефти, включающие сепарацию и обезвоживание с разрушением водонефтяных эмульсий. Показано, что эффективность обезвоживания нефти зависит от химического строения, свойств и количества специально синтезированных поверхностно-активных веществ – деэмульгаторов. Процесс отделения газовой фазы (сепарация) также зависит от ряда особенностей конкретного месторождения, в частности ее качественным и количественным составом. Количество ступеней и давление сепарации определяется с учетом энергии пласта, физико-химических свойств нефти и схемы подготовки нефти. Таким образом, проведен анализ литературных данных по физико-химическим особенностям пластовой нефти и ее компонентов.
...
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Принципиальная технологическая схема установки подготовки нефти
...