EA037393B1

EA037393B1 - Способ определения потерь при очистке нефти от механических примесей в центрифуге

Info

Publication number: EA037393B1
Application number: EA201900339A
Authority: EA
Inventors: Багир Алекпер Оглы Сулейманов; Фуад Рагим оглы Мехтиев; Эльмира Ясин кызы Алиева; Ирина Юльевна Сильвестрова
Original assignee: Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти И Газа (Нипинг)
Priority date: 2019-05-03
Filing date: 2019-05-03
Publication date: 2021-03-24
Also published as: EA201900339A1

Abstract

Изобретение относится к первичной подготовке нефти на промыслах, предприятиях переработки и транспортировки нефтепродуктов. Изобретение решает задачу повышения качества и свойств нефти перед её транспортировкой с учетом количественной оценки технологических потерь нефти при удалении из неё механических примесей с помощью центрифуг. Поставленная задача решается тем, что в способе определения потерь при очистке нефти от механических примесей в центрифуге, включающем ее нагрев до определенной температуры и очистку, обеспечивающую получение качества нефти с требуемой концентрацией мехпримесей, количество нефти, которое теряется в процессе центрифугирования, определяют из соотношения:где Qн - количество очищаемой сырой нефти от механических примесей, т; gnp - концентрация механических примесей в нефти, %; kо.н.- степень очистки нефти от механических примесей в центрифуге, доля; kн - концентрация нефти в составе осадка при отделении механических примесей в центрифуге, доля.

Description

Изобретение относится к первичной подготовке нефти на промыслах, предприятиях переработки и транспортировки нефтепродуктов.

Известен способ определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при хранении и транспортировке в резервуарах, основанный на расчетно-экспериментальном методе определения ее составляющих, при реализации которого значение объема выбросов в результате вытеснения паров с воздухом в процессе заполнения емкости жидкостью (большого дыхания) или изменения термодинамического состояния паровоздушной смеси в емкости (малого дыхания) определяется расчетным путем [1].

Недостатком способа является невозможность применения его для расчета потерь при очистке нефти от механических примесей при центрифугировании.

Существует ряд способов по определению технологических потерь нефти при сборе и подготовке на нефтедобывающих предприятиях, при хранении в резервуарных парках и при транспортировке по магистральным трубопроводам [2, 3, 4].

Недостатком является то, что способ расчета потерь при очистке нефти от механических примесей при центрифугировании не определен ни в одном из выше перечисленных способов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ очистки нефти от механических примесей, включающий ее нагрев и очистку в центрифуге, причем производят по меньшей мере два замера вязкости при различных температурах, а температуру нагрева нефти, обеспечивающую получение заданного качества нефти, определяют из соотношения [5]:

Г = /_О-1.1П (1)

Однако в известном способе не предусмотрено определение потерь нефти при её очистке от механических примесей в центрифуге.

Задачей изобретения является повышение качества и свойств нефти перед её транспортировкой с учетом количественной оценки технологических потерь нефти при удалении из неё механических примесей с помощью центрифуг.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения потерь при очистке нефти от механических примесей в центрифуге, включающем ее нагрев до определенной температуры и очистку, обеспечивающую получение качества нефти с требуемой концентрацией мехпримесей, количество нефти, которое теряется в процессе центрифугирования, определяют из соотношения:

QqeH Qh X ^о.н. Snp. /100 где Qh - количество очищаемой сырой нефти от механических примесей, т;

g_np - концентрация механических примесей в нефти, %;

k_о._н. - степень очистки нефти от механических примесей в центрифуге, доля;

k_H - концентрация нефти в составе осадка при отделении механических примесей в центрифуге, до ля.

Перед центрифугированием сырую нефть предварительно нагревают, что приводит не только к уменьшению вязкости, но и снижению стойкости нефти, что обеспечивает более глубокую её очистку и соответственно увеличивает производительность центрифуги. Во время этого технологического процесса образуются следующие виды потерь нефти:

a) потери от испарения подогретой до определенной температуры нефти в процессе центрифугирования;

b) потери нефти в составе влажного осадка механических примесей.

Известны способы определения потерь нефти от испарения в любых емкостях, а способ определения потерь нефти в составе влажного осадка отделенных механических примесей при центрифугировании необходимо разработать.

Существующее уравнение материального баланса процесса фильтрации [6] или центрифугирования нефти отражает зависимость количества сырой нефти, очищенной нефти и количество влажного осадка механических примесей:

(2) где Q_h - количество сырой нефти;

Q_оч._н. - количество очищенной нефти;

Q_вл._oc. - количество влажного осадка механических примесей.

Количество нефти, которое теряется в центрифугах при её очистке от механических примесей (Q_цен), в составе влажного осадка рассчитывается по нижеследующей формуле:

(3) где Q_вл._oc. - количество влажного осадка механических примесей, остающегося после центрифугирования; k_H - концентрация нефти в составе осадка при отделении механических примесей в центрифуге, доля.

Из формулы (3) выводим количество влажного остатка (Q_βΛ._oc.) в процессе центрифугирования:

- 1 037393

Qen.oc. Ощенен (4)

Чтобы определить количество очищенной нефти (Q₀₄._H.) необходимо из сырой нефти исключить количество механических примесей, которое зависит от концентрации примесей в нефти, согласно результатам лабораторных анализов, а так же учесть степень очистки нефти конкретной центрифуги, согласно её технической характеристики.

Qo4.h= Qh-{Qh *к_он* g_np. /100) (5) где Q_н - количество сырой нефти, очищаемой от механических примесей; Q_нxg_np/100xk_{o н} - количество механических примесей, удаленных из нефти в процессе центрифугирования; g_np - концентрация механических примесей в нефти, %; к_о._н. - степень очистки нефти от механических примесей. Определив количество очищенной нефти (Q_оч._H.) и количество влажного остатка (Q_Bn.oc.) в процессе центрифугирования, уравнение материального баланса (2) примет вид

Qh = [Qh -AQh xk₀ gnp. 1100)] + Q_yeH /к_н (6)

Отсюда, количество потерь нефти при ее очистке от механических примесей в центрифуге рассчитывают:

@цен Qh К к^ gnp. /Ю0 (7)

Заявленный способ расчета потерь нефти при ее очистке от механических примесей в центрифугах был опробован на нефтедобывающем предприятии, на котором добывается нефть с большим содержанием механических примесей, вследствие чего возникает необходимость очистки в центрифугах в процессе подготовки нефти к транспортировке.

Рассчитанные таким способом потери были включены в общую норму технологических потерь нефти, возникающих в процессе добычи, подготовки, хранении и транспортировки нефти на нефтедобывающем предприятии.

Предлагаемое техническое решение является новым и упрощенным, так как расчеты не громоздки, и рассчитывать потери можно по нескольким параметрам: концентрации механических примесей в нефти, степени очистки нефти в центрифуге и концентрации нефти в составе влажного осадка при отделении механических примесей в процессе эксплуатации центрифуг.

Рассмотрим пример осуществления предлагаемого способа. Количество нефти, которое теряется в центрифугах при её очистке от механических примесей, было рассчитано в составе нормы технологических потерь нефти, возникающих в процессе добычи, подготовки, хранении и транспортировки нефти для Операционной Компании Карасу по месторождениям Misgovdag и Kslamsdin.

Для приведения качества сырой нефти с концентрацией мехпримесей g_np,= 1,75% в товарную продукцию с концентрацией мехпримесей 0,07%, перед очисткой нефти в центрифуге её нагревают. Рассчитываем оптимальную температуру нагрева сырой нефти, для получения заданной концентрации мехпримесей по известной формуле Рейнольдса и формуле 1. При заданных свойствах нефти её необходимо нагреть до температуры 57°С.

1η(ν/%)₌ 1п(68,9/140) ₀₀₃₂ t-t_Q 40-18 ’

T = i₀-i-ln и

= 18--ί0,032

5920x0,07 ₊₁р_{140 =5651}

12-1,5 )

Процесс центрифугирования нефти производится в центрифуге LW520x1290-N1 со степенью очистки нефти от механических примесей к₀._н =( 100%-0,07%)/100%=0,999.

Количество очищаемой нефти от механических примесей Q_н=178865 тонн в год.

После центрифугирования концентрация нефти в составе влажного осадка отделенных механических примесей, согласно лабораторным исследованиям, составляет к_н = 0,08.

Подставив величины g_np, к_он, к_н при заданном количестве подогретой до температуры 57°С очищаемой нефти Q_н= 178865 тон/год в соотношение (7), получаем количество нефти, потерянное при очистке её в центрифуге

Que_H~ Qh хкои* к_н-х. g_np. /100 = 178865 х 0,999х 0,08х 1,75/100 = 250 тн/год

Таким образом, технологические потери нефти при её очистке от механических примесей в центрифуге равняются 250 т/год, что составляет 0,14% от всего количества очищаемой нефти.

По сравнению с прототипом, в котором решается задача только одного из звеньев технологической цепочки процесса центрифугирования (определение оптимальной температуры нагревания нефти перед её очисткой), предлагаемым способом решается конечная задача данного процесса, т.е. определение величины производственных потерь нефти при очистке её от механических примесей в центрифуге.

- 2 037393

Литература

1. Патент РФ №2541695, МКИ G01L 11/00, опубл. 2015 г.

2. Методические рекомендации по определению технологических потерь нефти при добыче, технологически связанных с принятой схемой и технологией разработки и обустройства месторождений. Минэнерго России, 2009 г.

3. Методические рекомендации по определению технологических потерь нефти их технологических резервуаров. Минэнерго России, 2015 г.

4. Методические рекомендации по определению технологических потерь нефти и нефтепродуктов при транспортировке магистральным трубопроводным транспортом Минэнерго России, 2012 г.

5. Патент РФ №2196805, МКИ С10 G31/06, С10 G31/10, опубл. 2003 г.

6. https://helpiks.org/4-91288.html

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ определения потерь при очистке нефти от механических примесей в центрифуге, включающий ее нагрев до определенной температуры и очистку, обеспечивающую получение качества нефти с требуемой концентрацией мехпримесей, отличающийся тем, что в процессе центрифугирования количество потерь нефти в составе влажного осадка отделенных мехпримесей определяют из соотношения:

QifeH Qh * ^ко.н. * К* gnp. /Ю0 где Qh - количество очищаемой сырой нефти от механических примесей, т;

g_{n p} - концентрация механических примесей в нефти, %;

k₀ ._H. - степень очистки нефти от механических примесей в центрифуге, доля;

k_H - концентрация нефти в составе осадка при отделении механических примесей в центрифуге, до ля.