Способ подготовки высоковязкой нефти

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

Известен способ подготовки высоковязкой нефти для перекачки по трубопроводу, включающий предварительную термообработку нефти путем нагрева в сырьевом теплообменнике с последующим разделением ее на два потока, один из которых направляют на термокрекинг, а другой - на смешение с продуктами термокрекинга с последующим охлаждением полученной сырьевой смеси до температуры ее перекачки по трубопроводу. Продукты термокрекинга подвергают разделению на паровую 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 их подачей в испаритель, а другую - на смешение с термообработанной частью нефти, причем газопаровую 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 МПК C10G 31/06, опубл. 20.08.2015)

Недостатком известного способа является использование в качестве закалочного продукта термокрекинга жидкой фазы испарителя, что приводит к повышенному осмолению конечного продукта - перекачиваемой нефти.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки высоковязкой нефти для перекачки по трубопроводу, включающий термообработку нефти путем нагрева в теплообменниках и печи термокрекинга, последующее разделение продуктов термокрекинга на паровую и жидкую фазы в испарителе, применение последней в качестве теплоносителя в теплообменниках с последующим разделением охлажденной жидкой фазы на две части, одну из которых подают на закалочное охлаждение продуктов термокрекинга перед подачей в испаритель, а другую после доохлаждения используют в качестве компонента нефти, закачиваемой в трубопровод, последующее разделение паровой фазы продуктов термокрекинга в газосепараторе на углеводородный газ, используемый в качестве топлива печи термокрекинга, и дистиллят. Согласно известному изобретению дистиллят подвергают дополнительному разделению на углеводородный газ и стабильный дистиллят в колонне стабилизации, снабженной насадкой, при этом углеводородный газ из колонны стабилизации смешивают с углеводородным газом из газосепаратора, а стабильный дистиллят после нагрева в кипятильнике используют частично в качестве горячей струи, подаваемой в нижнюю часть колонны стабилизации, частично после охлаждения в холодильнике - в качестве острого орошения, подаваемого в верхнюю часть колонны стабилизации, а балансовое количество стабильного дистиллята смешивают с охлажденной жидкой фазой испарителя и подают на перекачку (патент РФ №2612964, МПК C10G 31/06, опубл. 14.03.2017).

Известное изобретение позволяет повысить физическую стабильность перекачиваемой нефти, однако использование для закалочного охлаждения продуктов термокрекинга перед подачей в испаритель жидкой фазы испарителя приводит к повышенному осмолению конечного продукта - перекачиваемой нефти и высокому выходу газообразного продукта на исходное сырье.

Предлагаемое изобретение направлено на улучшение качества нефти, направляемой в трубопровод и снижение выхода газа.

Это достигается тем, что в способе подготовки высоковязкой нефти для перекачки по трубопроводу, включающем термообработку нефти путем нагрева в теплообменниках и печи термокрекинга, закалочное охлаждение продуктов термокрекинга перед подачей в испаритель с последующим разделением продуктов термокрекинга на паровую и жидкую фазы в испарителе, применение жидкой фазы испарителя после доохлаждения в качестве компонента нефти, закачиваемой в трубопровод, последующее разделение паровой фазы продуктов термокрекинга в газосепараторе на углеводородный газ, используемый в качестве топлива печи термокрекинга, и легкий дистиллят, который подвергают вторичному разделению на углеводородный газ и стабильный легкий дистиллят в колонне стабилизации, снабженной насадкой, при этом поток углеводородного газа из колонны стабилизации смешивают с потоком углеводородного газа из газосепаратора, а стабильный легкий дистиллят после нагрева в кипятильнике используют частично в качестве горячей струи, подаваемой в нижнюю часть колонны стабилизации, частично после охлаждения в холодильнике - в качестве острого орошения, подаваемого в верхнюю часть колонны стабилизации, а балансовое количество стабильного легкого дистиллята смешивают с охлажденной жидкой фазой испарителя и подают на перекачку. Согласно предлагаемому способу исходную нефть нагревают в конвекционной камере печи до температуры не более 360°C с последующим разделением ее в дополнительном испарителе на две части, одну из которых направляют в радиантную камеру, а другую после охлаждения в сырьевом теплообменнике - в сборник дистиллята, при этом одну часть дистиллята используют для закалочного охлаждения продуктов термокрекинга, а другую - в качестве разбавителя исходной высоковязкой нефти перед операцией обессоливания и обезвоживания в электродегидраторе.

Использование легкого дистиллята высоковязкой нефти из дополнительного испарителя для закалочного охлаждения продуктов термокрекинга перед подачей в испаритель позволяет снизить степень осмоления нефти, закачиваемой в трубопровод, за счет исключения повторного перегрева жидкой фазы, выводимой из испарителя, и снизить выход газа, а в качестве разбавителя - снизить вязкость исходной высоковязкой нефти и увеличить межремонтный пробег печи.

На прилагаемой фигуре приведена схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Высоковязкая нефть насосом 1 после разбавления легким дистиллятом, подаваемым насосом 2 из сборника дистиллята 3, проходит через теплообменник 4, смешивается с промывочной водой и деэмульгатором и поступает в электродегидратор 5 на обессоливание. После электродегидратора 5 высоковязкая нефть с содержанием хлористых солей не более 5 мг/дм³ проходит через теплообменник 6 и направляется в конвекционный змеевик 7 трубчатой печи 8, где для обеспечения однократного испарения нагревается до температуры 360°C и поступает в дополнительный испаритель 9. Из дополнительного испарителя 9 паровая фаза через теплообменник 4 поступает в сборник дистиллята 3, с верха которого получаемые газы разложения направляются на дожиг в печь 8, а жидкая фаза насосом 2 направляется частично на разбавление исходной нефти, а ее основная масса - на закалочное охлаждение продукта термокрекинга, поступающего из реакционной камеры 10 в основной испаритель 11. Жидкая фаза из дополнительного испарителя 9 насосом 12 подается после нагрева в радиантном змеевике 13 печи 8 в низ реакционной камеры 10, в которой выдерживается в течение 2-4 мин. Газожидкостная смесь с верха реакционной камеры 10 после ее дросселирования и захолаживания дистиллятом из дополнительного испарителя 9 поступает в зону питания основного испарителя 11.

В основном испарителе 11 охлажденный до 300°C продукт термокрекинга разделяется, пары поднимаются наверх через укрепляющую часть основного испарителя 11, оснащенную клапанными тарелками 14, а жидкая фаза опускается вниз по каскадным тарелкам 15.

С низа основного испарителя 11 кубовый продукт после насоса 16 разделяется на два потока, один поток проходит через теплообменники 6 и 17 и соединяется со вторым потоком, который проходит через трубное пространство котла-утилизатора 18 и теплообменник 19, затем объединенный поток охлаждается в воздушном холодильнике 20 и поступает в смеситель 21, где смешивается с легким дистиллятом, поступающим из колонны стабилизации 22, оснащенной насадкой 23. Стабильный легкий дистиллят из колонны стабилизации 22 стекает в кипятильник 24, из которого насосом 25 через водяной холодильник 26 подается в смеситель 21, после чего окончательно полученная смесь - термообработанная нефть - поступает в трубопровод.

Газ и пары легкого дистиллята из основного испарителя 11 после охлаждения в воздушном холодильнике 27 поступают в газосепаратор 28, с верха которого газ выводится в отбойник 29. Газ из отбойника 29 после очистки в адсорбционной колонне 30 от сероводорода путем промывки 40%-ным водным раствором метилдиэтаноламина (МДЭА) частично используется в качестве топлива печи 8, избыточное количество топливного газа выводится с установки.

Легкий дистиллят, отделенный в газосепараторе 28 насосом 31, частично возвращается в основной испаритель 11 в виде острого орошения, а его балансовое количество перепускается в колонну стабилизации 22.

С верха колонны стабилизации 22 выводится газ, который направляется в отбойник 29. Дистиллят с низа колонны стабилизации 22 поступает в кипятильник 24, обогреваемый водяным паром, поступающим из котла-утилизатора 18, при этом пары из кипятильника 24 возвращаются в низ колонны стабилизации 22 для отпарки легких углеводородов.

Стабильный легкий дистиллят насосом 25 после охлаждения в водяном холодильнике 26 частично возвращается на первую тарелку колонны стабилизации 22 в виде острого орошения. Основная масса стабильного легкого дистиллята направляется на смешение в смеситель 21.

В таблицах 1, 2, 3 представлены показатели качества исходной нефти, материальный баланс и показатели качества термообработанной нефти по сравнению с прототипом.

Как видно из таблиц 2 и 3, предлагаемый способ подготовки высоковязкой нефти позволяет уменьшить суммарный выход газов с 4,73% масс. до 3,51% масс. (на 25%) и добиться получения конечной термообработанной нефти с более низкими значениями плотности, вязкости, коксуемости и с большим выходом (96,49%) по сравнению с прототипом (95,27%). В ходе термообработки вязкость высоковязкой нефти снижается в 25 раз.