WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Дураид Хазим Каеем

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ВЫСОКОКИПЯЩИХ КОМПОНЕНТОВ

ИЗ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА ЮЖНОГО ИРАКА

Специальность 05.17.07- «Химия и технология топлив и специальных продуктов»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа – 2009

Работа выполнена на кафедре «Химическая кибернетика» Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Умергалин Талгат Галеевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Самойлов Наум Александрович;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Пестрецов Николай Васильевич.

Ведущая организация

«Башкирский государственный университет».

Защита состоится « 30 »_сентября_ 2009 года в _11.00_ на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.03 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан « 28 » _августа_ 2009 года.

Ученый секретарь совета Абдульминев К. Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Компонентный состав нефтяных газов включает в себя фракции от метана до гептана, критические давления и температуры которых колеблются в широких пределах. Это ценнейшие углеводороды, как и нефть, которые могут быть использованы как широкая фракция углеводородов в нефтехимии, а после подготовки на газоперерабатывающих заводах - как топливный и сырьевой газ.

Нефти месторождений Юга Ирака характеризуются большим содержанием низкокипящих компонентов, большим газовым фактором. Газ концевой ступени сепарации, имеющий низкое остаточное давление, как правило, сжигается на факелах, а газ резервуара направляется по трубопроводу в атмосферу.

В этом случае на факел низкого давления с последних ступеней сепарации поступает жирный газ, содержащий значительное количество высококипящих углеводородов. Непроизводственные потери ценного углеводородного сырья увеличиваются в летний период. Актуальность проблемы особо остро проявляется в нефтедобывающих странах Персидского Залива, где среднегодовая температура довольно высока, что оказывается близким к температуре кипения пентановой фракции.

Цель работы

Применительно к месторождению Румайла Юга Ирака разработать конструктивное оформление процесса извлечения высококипящих компонентов из газа концевой ступени сепарации нефти путем однократной абсорбции стабильной нефтью.

Задачи исследования

1 Определение потерь углеводородных компонентов попутного нефтяного газа концевой ступени сепарации, который сжигается на факелах. Определение степени сокращения потерь при использовании процесса однократной абсорбции.

2 Экспериментальное изучение диапазона и режима работы турбулентного аппарата диффузор - конфузорной конструкции, определение расходов газа и жидкости модельной смеси, при которых будет осуществлена турбулизация газожидкостной смеси, при преобладании газовой фазы.

3 Разработка методики расчета геометрических размеров аппарата диффузор - конфузорной конструкции, обеспечивающей турбулизацию смеси нефть-газ.

Научная новизна

1 Показано, что для извлечения высококипящих компонентов из газа концевой ступени сепарации однократной абсорбцией, характеризующейся большим преобладанием газовой фазы над жидкой, можно эффективно использовать трубчатый турбулентный аппарат диффузор – конфузорной конструкции.

2 Показано, что режим движения однородной газожидкостной смеси в турбулентном аппарате можно осуществлять в соотношении расходов газ/жидкость от 5 до 15. При глубине профилирования канала диффузор-конфузор (dд/d/к), равной 3,0, перепад давления в турбулентном аппарате не превышает 0,02 МПа.

Практическая значимость

1 Разработанный способ совершенствования процесса доизвлечения высококипящих углеводородов попутного нефтяного газа за счет использования малогабаритного трубчатого турбулентного аппарата диффузор-конфузорной конструкции на стадии однократной абсорбции стабильной нефтью может найти практическое применение при подготовке нефти на промыслах.

2 Результаты исследований могут использоваться при обучении студентов нефтехимического направления по дисциплине «Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения».

Апробация работы

Основные положения работы докладывались и обсуждались: на 58 и 59-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 2007, 2008 гг.); IX Международной научно - практической конференции «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах» (г. Новочеркасск, 2008 г.); IX Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов «Химия и химическая технология в ХХI веке» (г. Томск, 2008 г.);

Публикации

Основное содержание диссертации изложено в 7 работах, в том числе в 3 статьях, из них 2 статьи по списку ВАК, материалах и тезисах докладов 4 конференций.

На защиту выносятся

Результаты экспериментальных и теоретических исследований по уменьшению потерь высококипящих компонентов попутного нефтяного газа месторождения Румайла Юга Ирака.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций; содержит 102 страницы машинописного текста, в том числе 24 таблиц, 25 рисунков, библиографический список использованной литературы из 116 наименований и приложения.

Автор выражает благодарность научному руководителю Умергалину Т.Г., доценту кафедры «Общая и аналитическая химия» Шевлякову Ф.Б., преподавателю русского языка Самохиной Л.А., коллективу кафедры «Химическая кибернетика».

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, дана краткая характеристика нефтяной промышленности Ирака и России.

В первой главе диссертации выполнен обзор литературы по теме исследований.

Экспериментальному и аналитическому изучению потерь высококипящих компонентов с попутным нефтяным газом, методам утилизации попутного нефтяного газа и способам решения данной проблемы посвящен ряд работ отечественных и зарубежных исследователей. Однако количество исследований, выполненных применительно к попутному нефтяному газу, ограничено, а применительно к нефтяным месторождениям Ирака эксперименты не проводились.

Одним из перспективных способов снижения потерь углеводородов является процесс однократной абсорбции высококипящих компонентов попутного нефтяного газа стабильной нефтью. Эффективность процесса однократной абсорбции существенно зависит от степени перемешивания газожидкостной смеси. Наилучшая степень перемешивания достигается при турбулентном движении потока.

Разработаны трубчатые турбулентные аппараты различных модификаций (цилиндрической, диффузор - конфузорной конструкций), успешно применяемые в различных отраслях нефтехимии. Отличительной особенностью этих аппаратов является преобладание жидкой фазы над газовой.

Рассмотрены результаты исследований по изучению двухфазных потоков и способов определения перепада давления в трубных аппаратах.

Вторая глава диссертации посвящена расчетному исследованию процесса извлечения высококипящих компонентов из газа концевой ступени сепарации нефти с применением уравнения состояния Пенга – Робинсона.

Месторождение Румайла, которое находится на Юге Ирака, является одним из крупнейших месторождений. При стабилизации нефти традиционно используется четырехступенчатая сепарация. Попутные газы первых трех ступеней, сепарируемых при давлениях 0,3…4,1 МПа, направляются по трубопроводу потребителю. Газ концевой ступени, имеющий низкое остаточное давление, как правило, сжигается на факелах.

Проведен расчетный анализ работы установки подготовки нефти УПН №1 центральной станции по существующей схеме. Основные режимные параметры работы установки приведены в таблице 1. Расчетные расходы потоков приведены в таблице 2.

Таблица 1- Давление и температура в сепараторах

Сепаратор

1

2

3

4

Резервуар

Давление, МПа

4,186

0,816

0,285

0,185

0,1015

Температура, оС

76

70

66

61

56

Таблица 2 - Расход нефти и газа из сепараторов, т/ч

Сепаратор

1

2

3

4

Резервуар

Расход нефти

91,15

87,13

85,72

84,88

83,72

Расход газа

8,85

4,02

1,41

0,84

1,16

На рисунке 1 приведено групповое содержание углеводородов С1-С3, С4+ и С6+ в газах сепарации. Как видно из рисунка, содержание углеводородов С1-С3 в ходе последовательной сепарации уменьшается, а содержание углеводородов С4+ и С6+ увеличивается вследствие уменьшения давления сепарации.

В газах четвертой ступени сепарации и резервуара содержание углеводородов С4+ велико. Они являются наиболее ценной группой углеводородов, использующихся для выработки моторных топлив и производства множества нефтехимических продуктов. На УПН они направляются на факел или рассеиваются в атмосферу.

Одним из эффективных путей целевого использования фракций углеводородов попутного нефтяного газа является частичная их абсорбция стабильной нефтью из газов последних ступеней сепарации. С одной стороны, это позволяет уменьшить плотность сжигаемого попутного нефтяного газа на факелах низкого давления, с другой – снизить потери легкокипящих фракций сырой нефти и, как следствие, увеличить объемы добываемой продукции скважин.

Рисунок 1 Содержание углеводородов в газах сепарации нефти

Проведен расчет процесса извлечения высококипящих компонентов из газа концевой ступени сепарации однократной абсорбцией стабильной нефтью. Принципиальная схема процесса приведена на рисунке 2.

В таблицах 3 и 4 приведены расходы газа и содержание в нем высококипящих компонентов С4+, направляющихся на факел при различных расходах абсорбента, разных температурах абсорбции и давлении, равном

0,16 МПа.

Как видно из таблицы 3, с увеличением расхода абсорбента и понижением температуры эффективность извлечения высококипящих компонентов из газа сепарации возрастает. Потери уменьшаются более чем в 2 раза. Из таблицы 4

следует, что содержание высококипящих компонентов в газе концевой ступени сепарации уменьшается.

I– нестабильная нефть; II– газ из сепаратора; III– нефть из сепаратора; IV– товарная нефть; V– нефть на абсорбцию; VI–нефть из емкости разделения; VII– газ из емкости; VIII – хладагент; 1– сепаратор 2– резервуар; 3– насос; 4 – трубчатый турбулентный аппарат; 5– емкость разделения; 6 – холодильник.

Рисунок 2 – Схема отбензинивания газа концевой ступени сепарации однократной абсорбцией

Таблица 3 - Расход газа концевой ступени сепарации после однократной абсорбции при различных расходах абсорбента и разных температурах, т/ч

Т оС

Расход абсорбента, т/ч

0

2

4

6

8

10

55

0,84

0,81

0,79

0,77

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»