Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при подготовке нефти на нефтепромысле с выделением широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ).

Известен способ переработки нефти путем нагрева и разделения во фракционирующей колонне при давлении 0,005-0,25 МПа с получением стабильной нефти и с верха колонны низкокипящих фракций при подаче на верх колонны части охлажденной стабильной нефти, последующего компремирования низкокипящих фракций и подачи их вниз неполной ректификационной колонны с разделением при давлении 0,8-1,2 МПа на остаточную фракцию и паровую фазу, отводимую с верха колонны с последующей конденсацией ее с получением газа и конденсата, содержащего ШФЛУ. Для повышения выхода ШФЛУ газ и конденсат направляют самотеком на разделение в середину фракционирующего абсорбера, остаточную фракцию направляют в шлем фракционирующего абсорбера, полученную при этом с первой тарелки над зоной питания промежуточную фракцию смешивают с исходным сырьем и с низа фракционирующего абсорбера отводят широкую фракцию легких углеводородов (патент РФ №1372922, опубл. 2000.02.20).

Известный способ не предусматривает рекуперацию тепловой энергии конденсируемых продуктов с целью нагрева технологических жидкостей в виде нефти и тех. пресной воды и не позволяет отбирать из нефти потенциально возможное количество ШФЛУ.

Известен способ стабилизации нефти на установке комплексной подготовки нефти (В.П. Тронов. Сепарация газа и сокращение потерь нефти. Казань: Фен, 2002 г., с. 253-256 - прототип). При подготовке нефти проводят разделение нефти на фракции в ректификационной колонне, охлаждение летучих соединений в теплообменнике, сепарирование ШФЛУ, возврат части ШФЛУ в верхнюю часть ректификационной колонны и направление остальной части на склад. Установка для разделения нефти включает насосы, теплообменники, отстойник обессоливания-обезвоживания, печь, ректификационную колонну, холодильники водяного охлаждения, сепаратор широкой фракции легких углеводородов, емкость для сбора конденсата паровой фазы, сепаратор нефти. В цикле получения ШФЛУ участвуют ректификационная колонна, холодильник водяного охлаждения, сепаратор ШФЛУ, насос и трубопроводы. Массовая доля отобранной ШФЛУ составляет до 3,5% массы обессоленной нефти, что составляет не более 80% от потенциально возможного.

Недостатком известного способа является недостаточно высокий выход ШФЛУ из нефти.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ подготовки нефти, включающий разделение нефти на фракции в ректификационной колонне, охлаждение летучих соединений в теплообменнике, сепарирование широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), возврат части ШФЛУ в верхнюю часть ректификационной колонны и направление остальной части на склад, согласно изобретению пары летучих соединений охлаждают в теплообменнике до температуры, достаточной для конденсации углеводородов С_6+выше и воды при установившемся давлении в теплообменнике, а перед сепарированием пары ШФЛУ с составом C₂-C₅, сконденсировавшиеся компоненты С_6+выше и воду направляют в конденсатосборник, где отделяют жидкую фазу и осаждают на дно конденсатосборника, со дна конденсатосборника отводят воду для повторного использования в технологических целях, выше с уровня над водным слоем отводят жидкие углеводороды С_6+выше для дальнейшего охлаждения в теплообменниках и накопления в буферно-сепарационной емкости, часть жидких углеводородов С_6+выше отправляют потребителям, остальную часть подают в поток нефти, поступающей в ректификационную колонну, а ШФЛУ из конденсатосборника направляют в дополнительный теплообменник, где их охлаждают до температуры, достаточной для конденсации углеводородов C₂-C₅. (Патент 2393347, кл. Е21В 43/34, опубл. 27.06.2010).

Недостатком способа является одностадийность охлаждения ШФЛУ, приводящая к неполному переходу паров ШФЛУ в жидкое состояние и потере части ШФЛУ при дальнейшей подготовке.

В предложенном изобретении решается задача повышения выхода ШФЛУ за счет уменьшения потерь при подготовке.

Задача решается тем, что в способе подготовки нефти, включающем разделение нефти на фракции в ректификационной колонне, выделение ШФЛУ, охлаждение ШФЛУ до температуры, достаточной для конденсации, направление сконденсировавшуюся ШФЛУ в буферно-сепарационную емкость, откачку части ШФЛУ в верхнюю часть ректификационной колонны и избыточной части на склад, согласно изобретению, пары ШФЛУ отбирают с верха ректификационной колонны, охлаждают пары ШФЛУ в теплообменнике до образования газожидкостной смеси, затем охлаждают в другом теплообменнике газожидкостную смесь, потом газожидкостную смесь охлаждают в аппарате воздушного охлаждения до перехода ШФЛУ в жидкое состояние, после чего ШФЛУ подвергают сепарации в рефлюксной емкости и в центробежном вертикальном газоотделителе, где от ШФЛУ отделяют воду и легкие углеводородные газы.

Сущность изобретения

В известных способах получения ШФЛУ летучие соединения из верха ректификационной колонны с температурой 110-120°С направляют в теплообменник, охлаждают, направляют в конденсатосборник, разделяют на фракции, пары ШФЛУ из конденсатосборника направляют в дополнительные теплообменники, где их охлаждают до температуры, достаточной для конденсации. Далее сконденсировавшуюся ШФЛУ направляют в буферно-сепарационную емкость, из которой ШФЛУ откачивают насосом на бензосклад. Выделение ШФЛУ происходит в конденсатосборнике, а охлаждение до перехода в жидкое состояние осуществляют за один цикл в одном теплообменнике. При таком охлаждении часть паров ШФЛУ не успевает перейти в жидкое состояние и неизбежно теряется в буферно-сепарационной емкости и трубопроводах. В предложенном изобретении решается задача повышения выхода ШФЛУ за счет увеличения степени конденсации углеводородов из паров ШФЛУ. Задача решается посредством установки подготовки нефти, представленной на фиг. 1.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - узел учета сырой нефти, 2 - теплообменник «сырая нефть - стабильная нефть», 3 - теплообменник «сырая нефть - ШФЛУ», 4 - блок обезвоживания-обессоливания нефти, 5 - насос обезвоженной и обессоленной нефти, 6 - теплообменник «обезвоженная и обессоленная нефть - стабильная нефть», 7 - печь нагрева нефти, 8 - ректификационная колонна стабилизации нефти, 9 - теплообменник рекуперации тепла паров дистиллята нефти, 10 - теплообменник «пресная вода - ШФЛУ», 11 - аппарат воздушного охлаждения ШФЛУ, 12 - узел учета стабильной нефти, 13 - рефлюксная емкость, 14 - насос перекачки ШФЛУ, 15 - склад хранения ШФЛУ, 16 - блок сепарации и хранения дистиллята, 17 - насос перекачки пресной воды, 18 - центробежный вертикальный газоотделитель, ……… - пресная техническая вода, - нефть, - ШФЛУ, - дистиллят, - несконденсировавшиеся углеводороды.

Установка подготовки нефти работает следующим образом.

Сырая нефть поступает на узел учета нефти 1 и далее в теплообменник «сырая нефть - стабильная нефть» 2, в котором за счет теплообмена со стабильной нефтью подогревается. Далее сырая нефть поступает в теплообменник «сырая нефть - ШФЛУ» 3, где за счет теплообмена с ШФЛУ, поступающей с ректификационной колонны стабилизации нефти 8, нагревается, а ШФЛУ охлаждается. Затем сырая нефть поступает в блок обезвоживания-обессоливания нефти 4, затем перекачивается насосом 5 в теплообменник «обессоленная нефть - стабильная нефть» 6, где нагревается, затем в печь нагрева нефти 7, где дополнительно нагревается и затем поступает в ректификационную колонну стабилизации нефти 8. В колонне сырая нефть разделяется на фракции, в результате чего образуется стабильная нефть. Затем стабильная нефть последовательно охлаждается в теплообменниках 6 и после учета на узле учета нефти 12 поступает в товарный парк.

ШФЛУ поступает с верха ректификационной колонны 8 в теплообменник 3, охлаждается до образования газожидкостной смеси и поступает для дальнейшего охлаждения в теплообменник «пресная вода - ШФЛУ» 10, где газожидкостная смесь ШФЛУ охлаждается, нагревая пресную воду, поступающую из системы централизованного водоснабжения. Далее ШФЛУ поступает в аппараты воздушного охлаждения 11, оснащенные системой автоматического регулирования скорости вращения вентилятора для доохлаждения до температуры не выше 30°С, т.е. до перехода ШФЛУ в жидкое состояние. Затем ШФЛУ подвергают сепарации с отделением воды в рефлюксной емкости 13, и в центробежном вертикальном газоотделителе 18, где от ШФЛУ отделяют легкие углеводородные газы. Подготовленную таким образом ШФЛУ насосом перекачки ШФЛУ 14 направляют на склад хранения ШФЛУ 15.

Из ректификационной колонны 8 в теплообменник 9 поступает дистиллят. Пресная вода, нагретая в теплообменнике 10, перекачивается насосом 17 и поступает в теплообменник 9, где нагревается за счет теплообмена с парами дистиллята. Дистиллят, охлажденный до температуры конденсации углеводородных компонентов С_5+выше, составляющей 45-50°С, поступает в блок сепарации и хранения 16.

Пример конкретного выполнения

Сырая нефть с расходом Q=400-700 м³/час, температурой Т=6-25°С, плотностью 855-865 кг/м³, обводненностью от 0,5 до 5% поступает с резервуарного парка на установку контроля и подготовки нефти (фиг. 1), где после учета на узле учета нефти 1 поступает в теплообменник «сырая нефть - стабильная нефть» 2, в котором за счет теплообмена со стабильной нефтью нагревается до температуры 35-60°С. Далее сырая нефть поступает в теплообменник «сырая нефть - ШФЛУ» 3, где за счет теплообмена с ШФЛУ с расходом Q=15-20 т/час, температурой Т=80-110°С, поступающей с ректификационной колонны стабилизации нефти 8, нагревается на 6-10°С, а ШФЛУ охлаждается до температуры 50-70°С. Затем сырая нефть поступает в блок обезвоживания-обессоливания нефти 4, затем перекачивается насосом 5 в теплообменник «обессоленная нефть - стабильная нефть» 6, где нагревается до 100-130°С, затем в печь нагрева нефти 7, где нагревается до температуры 130-180°С, далее нефть поступает в ректификационную колонну стабилизации нефти 8. Затем стабильная нефть последовательно поступает в теплообменники 6 и 2, охлаждаясь за счет теплообмена с сырой нефтью до температуры 25-35°С, далее после учета на узле учета нефти 12 поступает в товарный парк.

Охлажденная до 50-70°С ШФЛУ после теплообменника 3 поступает для дальнейшего охлаждения в теплообменник «пресная вода - ШФЛУ» 10, где охлаждается до температуры 15-45°С, нагревая пресную воду, поступающую из системы централизованного водоснабжения, до температуры 15-40°С. Далее ШФЛУ поступает в аппараты воздушного охлаждения 11, оснащенные системой автоматического регулирования скорости вращения вентилятора для доохлаждения до температуры не выше 30°С. Затем ШФЛУ подвергают сепарации с отделением воды в рефлюксной емкости 13, и в центробежном вертикальном газоотделителе 18, где от ШФЛУ отделяют легкие углеводородные газы. Подготовленную таким образом ШФЛУ насосом перекачки ШФЛУ 14 направляют на склад хранения ШФЛУ 15.

Пресная вода, нагретая в теплообменнике 10, поступает в теплообменник 9, где за счет теплообмена с парами дистиллята, имеющего расход Q=2 т/час и температуру Т=120°С, нагревается до температуры 30-60°С. Дистиллят, охлажденный до температуры конденсации углеводородных компонентов С_5+выше, составляющей 45-50°С, поступает в блок сепарации и хранения 16.

В результате удается повысить выход ШФЛУ на 5% и довести его до 99% от потенциально возможного.

Применение предложенного способа позволит решить задачу повышения выхода ШФЛУ за счет уменьшения потерь при подготовке.