авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Интенсификация процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей посредством волновой обработки

-- [ Страница 3 ] --

Совместная обработка (УЗ+0,15 Тл) увеличивает осаждение металлов на фильтре, например таких как железо, цинк в 2-3 раза, кальций – в 10 раз, что позволило существенно уменьшить их содержание в сырье.

Наряду с микроэлементным составом углеводородного сырья на процесс очистки от механических примесей влияет природа сырья, т.к. металлы могут находиться в составе различных химических соединений и их агломератов.

На основе результатов исследований зависимости степени очистки от микроэлементного состава и физико-химических характеристик углеводородного сырья была предложена технология предварительной обработки для определенного типа углеводородного сырья.

Например, для тяжелого нефтяного сырья с высоким содержанием ароматических углеводородов (2,83 % масс.), смол (11,1 % масс.), асфальтенов (1,1 % масс) и металлов, таких как железо, алюминий, кальций, степень очистки от механических примесей 32 % можно добиться путем магнитной обработки с индукцией 0,15 Тл, а совместная обработка дает возможность увеличить степень очистки на 5 %. Для легкого нефтяного сырья с высоким содержанием парафино-нафтеновых углеводородов
(82,0 % масс.), с низким содержанием ароматических углеводородов
(0,24 % масс.), смол (4,61 % масс.), асфальтенов (0,75 % масс) и металлов, таких как алюминий, магний, степень очистки от механических примесей
81 % можно добиться путем магнитной обработки с индукцией 0,15 Тл, а совместная обработка дает возможность увеличить степень очистки на 3 %. Для газоконденсатного сырья, содержащего парафино-нафтеновые углеводороды 62,24 % масс. и малое количество асфальтенов (0,38 %масс.) и металлов, таких как цинк, алюминий, магний, степень очистки от механических примесей 64 % можно достичь используя магнитную обработку с индукцией магнитного поля 0,15 Тл, а совместная обработка дает возможность увеличить степень очистки на 14 %.

Для интенсификации процесса очистки парафинистого нефтяного и газоконденсатного сырья от механических примесей в промышленности предложено проводить наряду с предварительной волновой обработкой фильтрацию с использованием волокнового титанового фильтра.

Содержание механических примесей после фильтрации газоконденсатного сырья через волокновый титановый фильтр приведено в таблице 8.

Показано, что использование этого материала увеличивает степень извлечения механических примесей из углеводородного сырья в 2 раза, при магнитной обработке – в 3,5 раза, при совместной обработке – в 12 раз.

Изменение дисперсного состояния парафинистого нефтяного и газоконденсатного сырья (среднего диаметра частиц дисперсной фазы) под действием ультразвука и магнитного поля показано на рисунке 6.

Таблица 8 – Результаты предварительной фильтрации астраханского газового конденсата на волокновом титановом материале

Способ обработки Количество отделяемых механических примесей, % масс. Степень очистки, %
Без предварительной фильтрации После предварительной фильтрации
Без обработки 0,00230 0,00105 54
Магнитная (0,08 Тл) 0,00420 0,00102 76
Магнитная (0,15 Тл) 0,00425 0,00100 77
Ультразвуковая 0,00175 0,00103 41
Совместная (УЗ+0,08 Тл) 0,01470 0,00250 83
Совместная (УЗ+0,15 Тл) 0,01580 0,00125 92

Как видно из рисунка 6, обработка ультразвуком и увеличение магнитной индукции приводит к уменьшению среднего диаметра частиц дисперсной фазы.

  Зависимость среднего диаметра-5

Рисунок 6 – Зависимость среднего диаметра дисперсных частиц парафинистого нефтяного и газоконденсатного сырья от способа предварительной обработки сырья

1 - без обработки; 2 – ультразвуковая обработка 45 кГц; 3 - магнитная обработка 0,08 Тл;

4 - магнитная обработка 0,15 Тл; 5 - магнитная обработка 0,31 Тл; 6 – комбинированное воздействие УЗ+0,08 Тл; 7 – комбинированное воздействие УЗ+0,15 Тл;

8 – комбинированное воздействие УЗ+0,31 Тл

На основании проведенных исследований предложен механизм влияния магнитной и ультразвуковой обработки на процесс очистки нефтяного и газоконденсатного сырья от механических примесей, который представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 – Схема влияния ультразвука и магнитного поля на углеводородную дисперсную систему в динамическом режиме

1 – трубопровод; 2 – сульфид железа или магнетит; 3 – диамагнитная частица горной породы; 4 – диамагнитная частица нерастворимых солей;
5 – сложная структурная единица; 6 – дисперсионная среда; 7 – внутренний слой асфальтенов или смол; 8 – средний слой нафтеновых углеводородов;
9 – внешний слой парафиновых углеводородов; 10 – фильтр на основе волокнового титанового материала

I – зона, в которой отсутствует внешнее воздействие; II – зона, в которой происходит разрушение структур под действием ультразвука; III – зона, где происходит изменение размеров структурной единицы под влиянием магнитного поля, упорядочение структуры; IV – зона, где происходит осаждение укрупненных частиц механических примесей; V – зона, где происходит очистка сырья на волокновом титановом материале; VI – зона, в которой очищенное от механических примесей сырье транспортируется на дальнейшую переработку.

На поверхности механических частиц обязательно присутствует в малых количествах пленочная вода. Согласно предложенному механизму на поверхности механических примесей происходит адсорбция смол и асфальтенов, которые в свою очередь притягивают к себе парафино-нафтеновые углеводороды, образуя стабильную ССЕ. При температуре под действием ультразвука происходит испарение пленочной воды с поверхности частицы, что приводит к разрушению внешних слоев ССЕ («шубы») вокруг механических примесей, способствуя изменению степени дисперсности НДС и, следовательно, перераспределению углеводородов между дисперсной фазой и дисперсионной средой.

Наложение магнитного поля на движущуюся НДС вызывает возбуждение молекул углеводородов, приводящее к синглет-триплетным переходам электронов и гомолитической диссоциации, в результате чего увеличивается количество парамагнитных центров (углеродных радикалов). Вновь образовавшиеся углеродные радикалы становятся центрами образования новых дисперсных частиц меньших размеров, что наряду с уменьшением в результате «дробления» первоначальных дисперсных частиц ведет к повышению гомогенности системы в целом. Под влиянием магнитного поля происходит упорядочение новых образовавшихся структур в направлении вектора магнитной индукции.

Вследствие этого гомогенность углеводородной системы возрастает, вязкость среды уменьшается. Механические примеси в свою очередь легче притягиваются друг к другу, укрупняются, осаждаются под действием силы тяжести и выводятся из дисперсионной среды в процессе фильтрации на титановый фильтр.

В четвертой главе предложены принципы выбора рабочих и конструкционных параметров БВО в зависимости от характеристик обрабатываемого сырья и рабочих режимов технологической цепи в месте его установки, разработаны рекомендации по предупреждению остановок технологического оборудования ГПЗ ООО «Газпром добыча Астрахань» по причине присутствия мелкодисперсных механических примесей в углеводородном сырье, предложена технология очистки углеводородного сырья от механических примесей размером меньше одного микрона на основе волновой обработки и использования титанового фильтра и проведен анализ ее экономической эффективности.

Базовую схему установки ЭЛОУ-АТ парафинистого углеводородного сырья дополнили БВО и волокновым титановым фильтром (рисунок 8). Степень очистки парафинистого углеводородного сырья от механических примесей размером меньше одного микрона будет составлять 92 %.

Рисунок 8 – Принципиальная схема установки ЭЛОУ-АТ

УЗ – ультразвуковой излучатель; М-1 – магнитный туннель; Ф-1 – титановый фильтр.

Привлекательность разработанной технологии состоит в компактности и простоте обслуживания аппаратов для ультразвуковой и магнитной обработки углеводородного сырья (после монтажа и подключения к электропитанию необходимо следить только за наличием электрического тока в системе).

Экономический эффект по данной технологии очистки углеводородного сырья от мелкодисперсных механических примесей получается за счет увеличения количества выпускаемой продукции и снижения капитальных затрат на ремонт оборудования. Анализ эффективности инвестиционного проекта строительства ЭЛОУ-АТ показал, что данный проект с точки зрения критериев эффективности является рентабельным. Чистая прибыль составит 851,89 тыс. руб. в год. Единовременные затраты на строительство установки окупятся за два года.

Планируемый ежегодный экономический эффект при внедрении БВО и волокнового титанового фильтра на действующей комбинированной установке У-1.731 ГПЗ ООО «Газпром добыча Астрахань» составит 813,28 тыс. руб.

ВЫВОДЫ

  1. Проведено комплексное исследование гранулометрического состава механических примесей и его влияния на надежную работу технологического оборудования ГПЗ ООО «Газпром добыча Астрахань».
  2. Установлено, что в нефтяном сырье содержится от 51 % до 93 % мелкодисперсных (размером меньше 20 мкм) от количества отделяемых механических примесей; газоконденсатное сырье содержит меньшее количество мелкодисперсных примесей – 71 % по отношению к нефтяному сырью. Эти мелкодисперсные примеси трудно поддаются очистке существующими физическими методами.
  3. Подобраны эффективные параметры процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей магнитным полем: магнитная индукция в активном зазоре магнитного туннеля (фактор X1) – 0,15 Тл, линейная скорость потока через магнитное поле (фактор X2) – 0,2 м/с. Такие параметры позволяют достичь степень очистки углеводородного сырья от крупнодисперсных механических примесей (размером больше 20 мкм) до 80 %, а от мелкодисперсных – до 57 %.
  4. Установлено, что ультразвуковая обработка (частота колебаний 45 кГц) позволяет выделить из нефтяного сырья от 27 % до 48 % крупнодисперсных механических примесей, из газоконденсатного – 55 %; степень очистки от мелкодисперсных частиц для нефтяного сырья от 33 % до 65 %, для газоконденсатного – 73 %.
  5. Предложен способ эффективной совместной волновой обработки парафинистого нефтяного и конденсатного сырья в процессе очистки от механических примесей. Лучшие результаты в процессе удаления механических примесей (степень очистки для нефтяного сырья 84 %, для конденсатного – 78 %) достигаются при совместном воздействии на углеводородное сырьё ультразвуком и магнитным полем (магнитная индукция 0,15 Тл) при линейной скорости потока сырья через активный зазор магнитного туннеля 0,2 м/c.
  6. Предложен механизм комбинированного волнового воздействия и фильтрации через фильтры на основе волокновых титановых материалов на процесс отделения механических примесей от углеводородного сырья.
  7. Разработана технология, позволяющая достичь степени (до 92 %) очистки углеводородного сырья от механических примесей, учитывающая природу сырья и механических примесей в сырье при помощи рационального сочетания вариантов волновой обработки углеводородного сырья и фильтрации через фильтры на основе волокновых титановых материалов.
  8. Определена технико-экономическая эффективность технологии очистки углеводородного сырья от мелкодисперсных механических примесей с использованием волновых воздействий и волокнового титанового фильтра на действующей комбинированной установке У-1.731 ГПЗ ООО «Газпром добыча Астрахань». Планируемый экономический эффект при внедрении БВО и волокнового титанового фильтра на действующей установке составит 813,28 тыс. руб. Затраты на внедрение БВО окупятся за два года.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

Статьи в изданиях по перечню ВАК РФ:

1. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б., Рамазанов С.Р., Пахместеров Л.В. Интенсификация процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей воздействием магнитного поля // «Химия и технология топлив и масел», № 5, 2010 г., с. 37-40.

2. Кириллова Л.Б., Пивоварова Н.А., Власова Г.В., Щугорев В.Д. Исследование влияния параметров волновой обработки и активирующих добавок на размер частиц дисперсной фазы парафинистых нефтей // «Нефтепереработка и нефтехимия», № 1, 2011 г., с. 13-17.

3. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б., Рамазанов С.Р., Пахместеров Л.В. Влияние волновых воздействий на процесс очистки углеводородного сырья от механических примесей // «Технологии нефти и газа», № 3, 2011 г., с. 25-31.

Патенты РФ:

4. Патент № 2397794 Способ промысловой подготовки парафинистой нефти / Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б., Власова Г.В. и др., – Заявлено 27.04.2009 г., дата публикации 27.08.2010 г.

Статьи в научных сборниках, материалах международных, всероссийских и отраслевых конференций:

5. Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б., Власова Г.В., Такаева М.А., Мусаева М.А., Ахмадова Х.Х. Повышение эффективности первичной переработки нефти воздействием магнитного поля // Материалы Первой Всероссийской научно-практической конференции «Возрождение и перспективы развития нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности Чеченской Республики», г. Грозный, 19-21 сентября 2008 г., с. 154-160.

6. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Михайлова Ю.Ю. Влияние магнитно-акустического воздействия на процесс отделения механических примесей в сырых нефтях и газоконденсатах // Материалы IV Международной научно-технической конференции «Углеводородные системы. Глубокая переработка нефти», г. Москва, 12 декабря 2008 г., с. 47-49.

7. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б. Влияние поверхностно-активных веществ на процесс отделения механических примесей в сырых нефтях и газоконденсатах // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия» 26-27 июня 2008 г. РГУНГ, Москва, с. 181.

8. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Мухамбетова З.А., Михайлова Ю.Ю. К вопросу о совершенствовании процесса подготовки нефтей // Материалы Международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка – 2009», Уфа, 26-29 мая 2009 г., с.42-43.

9. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Такаева М.А., Мусаева М.А., Кириллова Л.Б. Исследование по совершенствованию технологии процессов промысловой подготовки парафинистой нефти // Материалы VII Международной конференции «Химия нефти и газа», 21-26 сентября, Томск, 2009 г.,
с. 426-429.

10. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Рамазанов С.Р., Пахместеров Л.В. Интенсификация процесса очистки от механических примесей углеводородного сырья воздействием магнитного поля // Материалы V Международной научно-технической конференции «Углеводородные системы. Глубокая переработка нефти», г. Москва, 9-13 декабря 2009 г., с. 25-26.

11 Кириллова Л.Б., Пивоварова Н.А., Власова Г.В., Мусаева М.А., Такаева М.А., Адаспаева С.А. Возможности интенсификации некоторых процессов переработки углеводородного сырья с помощью волновых воздействий // Материалы V Международной научно-технической конференции «Углеводородные системы. Глубокая переработка нефти», г. Москва, 9-13 декабря 2009 г., с. 65-66.

12. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б., Рамазанов С.Р., Пахместеров Л.В. Удаление твердой фазы из нефти и нефтепродуктов с использованием волновых воздействий // Сб. трудов IX Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», г. Санкт-Петербург, 22-23 апреля 2010 г., с. 239-241.

13. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б. Инновационная технология для промысловой подготовки углеводородного сырья с помощью волновых воздействий // Сб. докладов Третьей Международной конференции «НЕФТЕГАЗИНТЕХЭКО-2010. Модернизация нефтегазовой отрасли»,
г. Москва, 19 октября 2010 г., с. 30-32.

14. Пивоварова Н.А., Власова Г.В., Кириллова Л.Б., Миляев А.П., Радюков Р.Г. Разработка новых методов первичной подготовки углеводородного сырья // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Нефтегазовое и горное дело», г. Пермь, 9-12 ноября 2010 г., с. 100.

15. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б. Улучшение экологических характеристик объектов промысловой подготовки углеводородного сырья при совместном воздействии ультразвука и магнитного поля // Материалы V Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия» 24-25 июня 2010 г., РГУНГ, г. Москва, с. 185-188.

16. Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б., Власова Г.В., Адаспаева С.А. Использование нетрадиционных технологий в некоторых процессах очистки углеводородного сырья // Материалы Международной научной конференции «Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ- 2010», г. Астрахань, 11-14 мая 2010 г., с. 89.

17. Власова Г.В., Кириллова Л.Б., Пивоварова Н.А., Пахместеров Л.В., Радюков Р.Г., Миляев А.П. Повышение эффективности процесса первичной подготовки углеводородного сырья // Сб. трудов IX Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», г. Санкт-Петербург, 09-11 декабря 2010 г., c. 227-228.

18. Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б., Власова Г.В. Выбор параметров волновой обработки углеводородных систем в зависимости от их характеристик // «Нефтесервис», № 4(12), 2010 г., с. 63-66.

19. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Кириллова Л.Б., Миляев А.П., Радюков Р.Г. Разработка новых методов первичной подготовки углеводородного сырья // «Научные исследования и инновации», № 1, т.5, 2011 г., с. 96-99.

Тезисы докладов в материалах конференций:

20. Власова Г.В., Пивоварова Н.А. Интенсификация первичной подготовки сырых нефтей и газоконденсатов // Сб. тезисов 52-ой конференции профессорско-преподавательского состава АГТУ, Астрахань, апрель 2008 г., с. 34.

21. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Адаспаева С.А. Влияние совместной обработки магнитным полем и ультразвуком на процесс переработки углеводородного сырья // Сб. тезисов V Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», г. Санкт-Петербург, 28-30 апреля 2008 г., с. 135.

22. Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Мухамбетова З.А. Влияние магнитно-акустического воздействия на процесс первичной подготовки сырых нефтей и газоконденсатов // Сб. тезисов Международной научной конференции, посвященной 15-летию АГТУ, 53-ая конференция профессорско-преподавательского состава АГТУ, Астрахань, апрель 2009 г., с. 48.

23. Власова Г.В., Пивова

Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.