Результат интеллектуальной деятельности: Способ подготовки высоковязкой нефти к транспортировке по трубопроводу

Изобретение относится к способам подготовки высоковязкой нефти для ее транспортировки по трубопроводу и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известен способ подготовки высоковязкой нефти, включающий термообработку части высоковязкой нефти путем ее нагрева до 80-90°С, термический крекинг оставшейся части нефти при температуре 400-500°С, последующее их смешение и охлаждение полученной сырьевой смеси до температуры перекачки по трубопроводу [А.с. СССР №1122866, МПК С10G 31/06, 1984].

Недостатком известного способа является физическая нестабильность высоковязкой нефти, закачиваемой в трубопровод, связанная с повышенным газосодержанием.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки высоковязкой нефти для перекачки по трубопроводу, включающий предварительную термообработку нефти путем нагрева в сырьевом теплообменнике с последующим разделением ее потока на две части, одну из которых направляют на термокрекинг, а другую - на смешение с продуктами термокрекинга с последующим охлаждением полученной сырьевой смеси до температуры ее перекачки по трубопроводу, продукты термокрекинга подвергают разделению на газопарожидкостную и жидкую фазы в испарителе, при этом жидкую фазу из испарителя подают в качестве теплоносителя в теплообменники с последующим разделением охлажденной жидкой фазы на две части, одну из которых подают на закалочное охлаждение продуктов термокрекинга перед подачей в испаритель, а другую - на смешение с термообработанной частью нефти, причем газопарожидкостную фазу продуктов термокрекинга охлаждают и подают на разделение в газосепаратор на газ, используемый в качестве топливного газа в печи термокрекинга, и дистиллят, подаваемый на смешение с полученной сырьевой смесью в упомянутый трубопровод (патент РФ № 2560491).

К недостатку данного способа относится необходимость смешения высоковязкой нефти и жидкой фазы испарителя, имеющих большую разницу в фракционном составе перед закачкой в трубопровод, что приводит к образованию агрегативно неустойчивых смесей с последующим образованием осадка в период хранения и транспортировки подготовленной нефти, что свидетельствует о ее физической нестабильности.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение стабильности термообработанной нефти, направляемой в трубопровод.

Это достигается тем, что в способе подготовки высоковязкой нефти для транспортировки по трубопроводу, включающем предварительный нагрев исходной нефти, термокрекинг с закалочным охлаждением продуктов термокрекинга и последующим их разделением в испарителе на жидкую и газопарожидкостную фазы, при этом последнюю разделяют в газосепараторе на газ испарителя, используемый в качестве топлива, и дистиллят, а жидкую фазу испарителя подают в качестве теплоносителя в теплообменники и на смешение с вышеупомянутым дистиллятом с последующим охлаждением до температуры транспортировки по трубопроводу, согласно изобретению исходную нефть после предварительного нагрева подвергают разделению в сепараторе на жидкую фазу - фракцию выше 200°С и газопарожидкостную фазу, которую разделяют в дополнительном газосепараторе на газ, подаваемый на смешение с вышеупомянутым газом испарителя, и дистилляты, подаваемые на смешение с дистиллятами, выделенными из продуктов термокрекинга, и с жидкой фазой испарителя, при этом часть жидкой фазы сепаратора - фракцию выше 200°С подвергают термокрекингу, а другую часть жидкой фазы сепаратора - фракцию выше 200°С используют при закалочном охлаждении продуктов термокрекинга с последующим разделением полученной сырьевой смеси в испарителе.

Целесообразно исходную нефть предварительно нагревать до температуры 230-250°С.

Выделение жидкой фазы сепаратора-фракции выше 200°С и ее использование для закалочного охлаждения продуктов термокрекинга, близких по своему фракционному составу к вышеупомянутой фракции, позволяет осуществить их эффективное перемешивание перед подачей в испаритель и, как следствие, повысить физическую стабильность нефти, закачиваемой в трубопровод.

Способ осуществляют следующим образом.

Высоковязкая нефть, имеющая плотность при 20°С - 970 кг/м³, вязкость при 20°С - 2200 сСт и выход фракций до 200°С – 7 об.% насосом 1 через теплообменник 2 поступает в сепаратор 3 с температурой 230-250°С. В сепараторе 3, снабженном тарелками 4, предварительно термообработанная нефть разделяется на газопарожидкостную фазу и жидкую фазу (фракция выше 200°C), при этом пары поднимаются вверх через укрепляющую часть сепаратора 3, оборудованную клапанными тарелками, а жидкая фаза сепаратора (фракция выше 200°С) опускается вниз по каскадным тарелкам. Газ и пары бензиновой фракции из сепаратора 3 после охлаждения в воздушном холодильнике 8 поступают в дополнительный газосепаратор 9, из которого выводятся газ и дистиллят - бензиновая фракция, которая насосом 10 частично возвращается в сепаратор 3 в виде острого орошения, а ее остаточное количество вовлекается в смеси с дистиллятом - бензиновой фракцией термокрекинга в жидкую фазу испарителя (кубовый остаток) - основной компонент нефти, закачиваемой в трубопровод.

С низа сепаратора 3 часть жидкой фазы (фракцию выше 200°С) насосом 5 через теплообменник 6 подают в трубчатую печь 7, где она нагревается до температуры 450-460°С и далее поступает в низ реакционной камеры 11, в которой выдерживается в течение 2-4 мин. Газопарожидкостная смесь - продукты термокрекинга с верха реакционной камеры 11 смешиваются перед испарителем 12 с другой частью жидкой фазой сепаратора (фракция выше 200°С) предварительно термообработанной нефти, подаваемой насосом 5 из сепаратора 3 и используемой в качестве захолаживающего агента, и полученная сырьевая смесь с температурой 350°С поступает в испаритель 12. В испарителе 12, снабженном тарелками 13 газопарожидкостная смесь продуктов термокрекинга разделяется, пары поднимаются вверх через укрепляющую часть испарителя 12, оборудованную клапанными тарелками, а жидкая фаза опускается вниз по каскадным тарелкам, образуя кубовый остаток (фракция выше 350°С).

Газ и пары бензиновой фракции из испарителя 12 после охлаждения в воздушном холодильнике 18 поступают в газосепаратор 17, из которого выводятся газ, подаваемый на смешение с газом сепаратора 3, и дистиллят - бензиновая фракция, последняя насосом 19 частично возвращается в испаритель 12 в виде острого орошения, а ее остаточное количество вовлекается в смеси с бензиновой фракцией, поступающей из дополнительного газосепаратора 9, в жидкую фазу испарителя (кубовый остаток) - основной компонент нефти, закачиваемой в трубопровод.

С низа испарителя 12 жидкая фаза испарителя - кубовый остаток насосом 14 подается через теплообменники 6, 2 и воздушный холодильник 15 в смеситель 16, где после смешения с бензиновой фракцией, поступающей из газосепараторов 9, 17, окончательно полученная сырьевая смесь - конечная нефть, имеющая плотность при 20°С - 940 кг/м³, вязкость при 20°С - 120 сСт, закачивается в трубопровод.

Газы из газосепараторов 9,17 после очистки в адсорбционной колонне (не показана) от сероводорода путем промывки раствором метилдиэтаноламина (МДЭА) используются в качестве топлива в трубчатой печи.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет путем отделения на стадии предварительной термообработки высоковязкой нефти газопарожидкостной фазы использовать ее жидкую фазу (фракцию выше 200°С) в качестве захолаживающего агента продуктов термического крекинга перед испарителем, что обеспечивает интенсивный тепло- и массообмен полученной смеси продуктов термокрекинга и жидкой фазы предварительно термообработанной нефти перед испарителем и, как следствие, равномерное распределение последней в кубовом остатке - основном компоненте подготавливаемой нефти для транспортировки. При этом повышается стабильность нефти, закачиваемой в трубопровод, и исключается ее расслоение и выпадение осадка в период хранения и транспортировки.