Депарафинизация нефти

План

                                                            Стр

Введение ……………………………………………………………………… 3

1. Депарафинизация нефти методом адсорбции …………………….4
2. Устройство для очистки нефтепромысловых

 труб  от парафина…………………………………………………... 9

3. Карбидная депарафинизация……………………………………….13
4. Депарафинизация в растворе пропана …………………………….15
5. Возможные направления реализации

 парафинового  остатка ……………………………………………..18

Библиографический список…………………………………………………..20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Отложение парафина в насосно-компрессорной колонне и наземных выкидных трубопроводах — это проблема, возникающая в тех районах, где добывается особый вид сырой нефти, называемый парафинистая сырая нефть.

Парафин, являющийся частью этой сырой нефти, осаждается в твердом виде в результате снижения температуры. Таким образом, накопление парафина редко вызывает затруднения на дне скважины, но становится острой проблемой вблизи поверхности, где температура ниже.

Нефти с высоким  содержанием твердых углеводородов  характеризуются повышенными температурами застывания и вязкостью и требуют больших расходов энергии для перемещения по трубопроводным сетям и осуществления специальных мер для предупреждения накопления асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО) в различных элементах нефтепромыслового оборудования.  
Наиболее серьезные проблемы возникают при работе в зимнее время с высокопарафинистыми нефтями, содержащими твердые углеводороды в количествах, превышающих допускаемые действующими стандартами (более 6.0 мас. % в нефти, поставляемой на экспорт, согласно ГОСТ 51858), и требующих для своей перекачки подогрева до температур выше точки застывания.

Для борьбы с  отложением парафина существуют различные  методы. В поверхностных выкидных трубопроводах может оказаться  достаточным периодически пропускать через трубы скребки для удаления накопившегося парафина. В насосно-компрессорных колоннах скребки можно установить на насосных штангах, возвратно-поступательное движение которых будет приводить в действие скребки и таким образом предохранять насосно-компрессорную колонну от избыточного накопления парафина. 
Еще один способ удаления парафина — периодическая циркуляция горячей нефти по наземным трубопроводам и насосно-компрессорной колонне — обычно выполняется сервисной компанией, так как это еще одна служебная операция, проводимая только время от времени. Можно также закачать растворитель парафина в кольцевой зазор между обсадной и насосно-компрессорной колоннами.

   В данном реферате рассмотрены установки по извлечению парафина из нефтяного сырья методом адсорбции, применяющаяся, в основном, в нефтепереработке и устройство по удалению парафина из труб используемых в нефтедобыче.  
 
 
 

1. Депарафинизация нефти методом  адсорбции

 

      Известна установка для извлечения  н-парафинов из нефтяного сырья,  методом адсорбции под названием "Раrex". 
Эта установка содержит следующие узлы: 
- узел адсорбции, состоящий из адсорбера, заполненного цеолитом, системы подачи и разогрева сырья, газа-разбавителя и аммиака; 
- узел очистки н-парафинов, состоящий из двух последовательно соединенных ректификационных колонн, соединенных с узлом адсорбции и линией циркуляции аммиака; 
- узел очистки рафината, содержащий две последовательно соединенных ректификационных колонны, соединенный посредством трубопроводов с линией циркуляции аммиака и узлом адсорбции; 
- водно-аммиачный контур, состоящий из трех ректификационных колонн, соединенных трубопроводами между собой в единый контур и подсоединенных с помощью трубопроводов к линии циркуляции аммиака и линии сброса аммиачной воды. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Технологическая схема. Технология адсорбционного извлечения жидких парафинов включает две основные стадии:

• Адсорбцию – селективное поглощение цеолитом н-алканов;
• Десорбцию – удаление из слоя цеолита поглощенных углеводородов.

На промышленных установках чаще всего применяется вытеснительная десорбция: через слой цеолита пропускают вещество, которое способно, проникнув в поры цеолита, адсорбироваться в них и вытеснить парафины; в качестве вытеснителя используются низкомолекулярные н-алканы и алкены, двуокись углерода, аммиак и др.

Описание  схемы установки  адсорбционного извлечения парафинов «Парекс», построенной на ряде российских НПЗ.  
Адсорбция. Сырье — гидроочищенная фракция 200-320°С нагревается в теплообменниках. И смешивается с водородсодержащим газом (газом-носителем), который подается циркуляционным компрессором. Смесь сырья и газа нагревается в печи Q-101/1,2, и подается на адсорбцию в один из трех адсорберов. При адсорбции из газосырьевой смеси извлекаются н-парафины, одновременно из молекулярных сит начинает вытесняться аммиак, адсорбированный ситами в период десорбции.  
На стадии адсорбции из адсорбера выходит смесь денормализата (изо-парафиновые, нафтеновые, ароматические углеводороды), сопутствующего газа и аммиака. Поток охлаждается, затем поступает в колонну охлаждения К-102, охлаждается и возвращается на верхнюю тарелку колонны К-102 в качестве орошения. Балансовое количество денормализата с низа колонны К-102 поступает в стабилизационную колонну К-109, где отделяются растворенные аммиак, аммиачная вода, легкие углеводороды. Стабильный денормализат с низа колонны К-109, после охлаждения выводится с установки.  
Пары и газы с верха колонны К-109 охлаждаются и поступают в емкость В-109. Жидкая фаза (углеводороды) из емкости возвращается в колонну К-109 в виде орошения, аммиачная вода дренируется, газообразный аммиак поступает на прием компрессора V-103/1.  
Смесь ВСГ (водородсодержащий газ) и аммиака с верха колонны К-102, проходит буферную колонну-аккумулятор К-108, сепаратор В-101 и поступает на прием компрессора V-101. С нагнетательной линии компрессора газ-носитель поступает в адсорбционную колонну К-104, очищается аммиачной водой от аммиака и поступает через емкость В-116 на смешение с исходным сырьем.  
Цикл адсорбции продолжается 5 мин, этого времени достаточно для насыщения всего слоя н-парафинами, после чего с помощью программного управления адсорбер переключается на стадии промывки и десорбции. Для осуществления процесса адсорбции процесса подключается другой адсорбер, в котором к этому моменту закончилась стадия десорбции парафинов. 

Десорбция. Циркулирующий аммиак компрессором V-102 подается в теплообменники W-106, 102, и 103 и печь Q-102. Нагретый аммиак поступает в два из трех адсорберов К-101/1-3 для десорбции парафинов. С целью получения парафинов высокой чистоты десорбцию ведут в две стадии. Вначале продукты десорбции выводят в систему промывочного продукта (стадия промывки), а затем в систему десорбата. Для уменьшения смешения газа-носителя и десорбента в начальной стадии промывки предусмотрено вытеснение газа, оставшегося в аппарате после стадии адсорбции, в систему денормализата.  
На стадии промывки из вторичных пор цеолитов вытесняются неселективно адсорбированные углеводороды (ароматические, нафтеновые, изо-парафиновые), а также начинается десорбция парафинов. Продукты промывки после охлаждения поступают в емкость В-113, где происходит разделение жидкой и газообразной фаз. Жидкая фаза подается в исходное сырье. Пары аммиака с примесью газа-носителя с верха сепаратора направляются на прием компрессора V-102.

После стадии промывки газопродуктовая смесь из адсорбера  поступает в колонну К-106, где  происходит охлаждение потока и окончательная  конденсация десорбата. С низа колонны  К-106 десорбат охлаждается и возвращается в колонну К-106 двумя потоками циркуляционного орошения. С верха колонны К-106 пары аммиака поступают к компрессору V-102.

Жидкая фаза с низа колонны К-106 направляется в колонну стабилизации К-107, где  растворенные легкие углеводороды, пары аммиака и аммиачная вода отделяются от парафинов. Десорбат с низа колонны К-107 после охлаждения поступает на очистку от ароматических углеводородов. Пары и газы с верха колонны К-107 поступают в емкость В-107, где жидкая фаза при отстое разделяется на два слоя: верхний – углеводороды (подается на орошение в колонну К-107) и нижний - аммиачная вода. Газообразный аммиак из емкости В-107 поступает на прием компрессора V-103/1,2 и возвращается в процесс.

Эта установка  обеспечивает высокую производительность процесса, однако оборудование ее имеет сравнительно небольшой срок службы, вследствие коррозии и «наводороживания» металла оборудования. 
Коррозионными агентами являются сероводород, образующийся из серы, поступающей на установку с нефтяным сырьем, и цианистый водород, образующий в узле адсорбции за счет побочных реакций аммиака с примесями метана, кислорода, окиси углерода в водородсодержащем газе. Сероводород и цианистый водород, попадая в водно-аммиачный контур, образуют сульфиды и цианиды аммония, которые, взаимодействуя с поверхностью металла, стимулируют одновременно протекающие процессы коррозии металла с образованием сульфидных соединений и их растворения при взаимодействии с цианид-ионом, что ведет к наводороживанию, расслоениям и растрескиванию металла оборудования водно-аммиачного контура.

Этот недостаток решается за счет качественного изменения  состава аммиачной воды. А именно за счет введения в аммиачную воду полисульфидов, переводящих свободные цианиды в роданиды по реакции: 

CN^- + S_n^2- -> CNS^- + S_n-1^2- 

и вызывающих сульфидирование металлической поверхности с образованием плотных сульфидных пленок, обладающих высокими защитными свойствами.

Добавление данного  аспекта в технологию данной установки  предполагает следующие конструктивные изменения:

Это дополнительное включение в водно-аммиачный контур двух аппаратов: аппарата с насадкой элементарной серы и смесителя, содержащего воду, элементарную серу и водорастворимый сульфид. 
Назначение этих аппаратов следующее: часть потока аммиачной воды, содержащей сульфиды и цианиды аммония, отводится по обводной линии в аппарат с элементарной серой, при этом сульфиды аммония, контактируя с серой, образуют полисульфиды, которые реагируя с цианидионом превращаются в родaнид-ионы. При некотором избыточном содержании полисульфидов происходит сульфидирование поверхности металла оборудования водно-аммиачного контура со смещение электротехнического потенциала поверхности металла в сторону положительных значений, отчего наводороживание металла становится невозможным. Аппарат смеситель предназначен для ускоренного достижения тех же целей, что и аппарат с насадкой элементарной серы. Отличие заключается в том, что в нем готовится концентрированный раствор полисульфидов натрия или аммония, который закачивается в водно-аммиачный контур и при этом прекращение наводороживания поверхности металла оборудования достигается за меньшее время. После чего в схему включается аппарат с насадкой элементарной серы для автоматического поддержания необходимой концентрации полисульфидов. 
 
 
 
 

Технологический режим

 

Материальный  баланс.

Расходные показатели (на 1 т сырья):

 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Устройство  для очистки нефтепромысловых труб от парафина

Данное устройство относится в частности к устройствам для удаления парафина с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтяных скважин, оборудованных электроцентробежными насосами. Устройство содержит связанные с приводом подъема и опускания скребки, развернутые вокруг продольной оси относительно друг друга на 90°, включающие корпус с узлами присоединения, шипами, два подвижных подпружиненных элемента с ножами. Скребки снабжены продольными ребрами, контактирующими с внутренней поверхностью очищаемых труб, имеют на концах скосы для прохождения препятствий и жестко соединены с ножами в виде кольцевых секторов с заточенными торцами. Ножи между заточенными торцами имеют по длине сектора диаметральную расточку, создающую контактный зазор между внутренней поверхностью очищаемой трубы и ножами. Повышается эффективность очистки насосно-компрессорных труб, снижаются энергозатраты.

                                                 Общая схема устройства