Нефте- и газохранилища

Нефтебазами называются предприятия, состоящие из комплекса сооружений и установок, предназначенных для приема, хранения и отпуска нефтепродуктов потребителям.

Основное назначение нефтебаз - обеспечить бесперебойное снабжение промышленности, транспорта, сельского хозяйства и других потребителей нефтепродуктами в необходимом количестве и ассортименте; сохранение качества нефтепродуктов и сокращение до минимума их потерь при приеме, хранении и отпуске потребителям.

В настоящее время в связи с падением добычи нефти и соответственного снижения производства нефтепродуктов количество нефтебаз сократилось. Одновременно все нефтяные компании ведут активное строительство автозаправочных станций.

Газохранилища Расходование газа промышленными и особенно коммунально-бытовыми потребителями, как правило, неравномерно и колеблется в течение суток, недели и года.

Чтобы газоснабжение потребителей было надежным, избыток газа необходимо где-то аккумулировать с тем, чтобы выдавать его в газовую сеть в периоды пикового газопотребления.

Для компенсации неравномерности потребления газа в течение суток, недели широко используется метод его аккумулирования в последнем участке газопровода. В принципе газопровод представляет собой протяженную емкость большого геометрического объема. Чем больше давление, тем больше газа она вмещает. Увеличивая противодавление в конце газопровода в периоды пониженного газопотребления, можно накапливать газ в трубопроводе, не прекращая при этом его перекачки.

Для компенсации суточной неравномерности газопотребления используют также газгольдеры высокого и низкого давления -и подземные хранилища.

Газгольдер - стационарная стальная емкость для приема, хранения и выдачи газа в газораспределительные сети. По форме подразделяются на цилиндрические и сферические.

Подземные хранилища газа – создаются в пористых средах, соляных кавернах и горных выработках (шахтах, искусственных камерах в различных породах). Наиболее распространены подземные хранилища газа в истощенных газовых, нефтяных скважинах и водоносных пластах. Таким образом хранится примерно 15% газа.

Лекция 10. Физико-химические характеристики нефти и газа Основные продукты, получаемые из нефти и газа.

Физико-химические характеристики нефти

Нефть представляет собой подвижную маслянистую горючую жидкость легче воды от светло-коричневого до черного цвета со специфическим запахом.

С позиций химии нефть – сложная исключительно многокомпонентная взаиморастворимая смесь газообразных, жидких и твердых углеводородов различного химического строения с числом углеродных атомов до 100 и более с примесью гетероорганических соединений серы, азота, кислорода и некоторых металлов. По химическому составу нефти различных месторождений весьма разнообразны.. Менее всего колеблется элементный состав нефтей: 82,5…87 % углерода; 12,5…14,5 % водорода; 0,05…0,35, ред­ко до 0,7 % кислорода; до 1,8 % азота и до 5,3, редко до 10 % серы. Кроме названных, в нефтях обнаружены в незначительных количествах очень многие элементы, в т. ч. металлы (Са, Mg, Fe, Al, Si, V, Ni, Na и др.).

Поскольку нефть и нефтепродукты представляют собой многокопонентную смесь углеводородов и гетероатомных соединений, то обычными методами перегонки не удается разделить их на индивидуальные соединения. Принято разделять нефти и нефтепродукты ректификацией на фракции. или дистиллятами. Нефтяные фракции характеризуются температурными пределами начала кипения (н. к.) и конца кипения (к. к.).

Нефти различных месторождений значительно различаются по фракционному составу, а следовательно, по потенциальному содержанию дистиллятов моторных топлив и смазочных масел. Большинство нефтей содержит 15…25 % бензиновых фракций, выкипающих до 180 °С, 45…55 % фракций, перегоняющихся до 300…350 °С.. Газовые конденсаты Оренбургского и Карачаганакского месторождений почти полностью (85…90 %) состоят из светлых.

Технологическая классификация

В настоящее время в России принята новая классификация нефтей по ГОСТ Р 51858–2002. Для оценки товарных качеств подготовленных на промыслах нефтей в 2002 г. был разработан применительно к международным стандартам и принят новый ГОСТ России Р 51858-2002, в соответствии с которым (табл. 4.1) их подразделяют (классифицируют):

— по содержанию общей серы на четыре класса;

— по плотности при 20 °С на пять типов;

— по содержанию воды и хлористых солей на три группы;

— по содержанию сероводорода и легких меркаптанов на три вида.
Кроме того, тип нефти, поставляемой на экспорт, определяется помимо плотности при 15 °С дополнительно по следующим показателям'

Выход фракции в %, не менее	0э	1э	2э	3э	4Э
до температуры: 200 °С				—	—
300 °С................................				—	—
400 °С................................			53.	—	—
Массовая доля парафина, %, не более	. 6,0	6,0	6,0	—	—

Таблица 4.1 Классификация и требования к качеству подготовленных на промыслах нефтей по ГОСТ Р 51858-2002
Показатель	Класс	Тип		Группа	Вид
Массовая доля серы, %: до 0,6 — малосернистая, 0,6-1,80 — сернистая 1,80-3,50 — высоко­сернистая более 3,50 — особо высокосернистая
Плотность при 20 °С, кг/м^3: до 830 — особо легкая 830,1-850,0 —легкая 850,1-870,0 — средняя 870,1-895,0 —тяжелая более 895,0 — битуминозная	0(0Э) 1(1э) 2(2Э) 3(3Э) 4(4э)
Массовая доля воды, %, не более Концентрация хлористых солей, мг/дм^3, не более Содержание механических примесей, % мае, не более Давление насыщенных паров, кПа,мм рт. ст.	0,5   0,05 66,7	0,5   0,05 66,7	1,0   0,05 66,7
Массовая доля, %, не более: Сероводорода метил- и этилмеркаптанов

Условное обозначение марки нефти состоит из четырех цифр, соответствующих обозначениям класса, типа, группы и вида нефти. Например, нефть марки 2,2_Э,1,2 означает, что она сернистая, поставляется на экспорт, средней плотности, по качеству промысловой подготовки соответствует 1-й группе и по содержанию сероводорода и легких меркаптанов — 2-му виду.

Основные продукты, получаемые из нефти и газа

Нефтеперерабатывающая промышленность вырабатывает исключительно большой ассортимент (более 500 наименований) газообразных, жидких и твердых нефтепродуктов. Требования к ним весьма разнообразны и диктуются постоянно изменяющимися условиями применения или эксплуатации того или иного конкретного нефтепродукта.
Поскольку требования как к объему производства, так и к качеству товаров диктуют их потребители, то принято классифицировать нефтепродукты по их назначению, т.е. по направлению их использования в отраслях народного хозяйства.
В соответствии с этим различают следующие группы нефтепродуктов:
1) моторные топлива;
2) энергетические топлива;
3) нефтяные масла;
4) углеродные и вяжущие материалы;
5) нефтехимическое сырье;
б) нефтепродукты специального назначения.
Моторные топлива в зависимости от принципа работы двигателей подразделяют на:
1.1. Карбюраторные (авиационные и автомобильные бензины);
1.2. Реактивные.
1.3. дизельные.
Энергетические топлива подразделяются на:
2.1. Газотурбинные.
2.2. Котельные.

Нефтяные масла подразделяют на смазочные и несмазочные. Различают следующие подгруппы смазочных масел:
3.1. Моторные (для поршневых и для реактивных двигателей).
3.2. Трансмиссионные и осевые, предназначенные для смазки автомобильных и тракторных гипоидных трансмиссий

3.3. Индустриальные масла предназначены для смазки станков, машин и механизмов различного промышленного оборудования, работающих в разнообразных условиях и с различной скоростью и нагрузкой. По значению вязкости их подразделяют на легкие (швейное, сепараторное, вазелиновое, приборное, веретенное, велосит и др.), средние (для средних режимов скоростей и нагрузок) и тяжелые (для смазки кранов, буровых установок, оборудования мартеновских печей, прокатных станов и др.).
3.4. Энергетические масла (турбинные, компрессорные и цилиндровые) — для смазки энергетических установок и машин, работающих в условиях нагрузки, повышенной температуры и воздействия воды, пара и воздуха.
Несмазочные (специальные) масла предназначены не для смазки, а для применения в качестве рабочих жидкостей в тормозных системах, в пароструйньих насосах и гидравлических устройствах, в трансформаторах, конденсаторах, маслонаполненных электрокабелях в качестве электроизолирующей среды (трансформаторное, конденсаторное, гидравлическое, вакуумное), а также такие, как вазелиновое, медицинское, парфюмерное, смазочно-охлаждающие жидкости и др.
Углеродные и вяжущие материалы включают:
4.1. Нефтяные коксы.
4.2. Битумы.
4.3. Нефтяные пеки (связующие, пропитывающие, брикетные, волокнообразующие и специальные).
1 Нефтехимическое сырье. К этой группе можно отнести:
5.1. Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, нафталин и др.).
5.2. Сырье для пиролиза (нефтезаводские и попутные нефтяные газы, прямогонные бензиновые фракции, олефинсодержащие газы и др.).

5.3. Парафиньг и церезины. Вырабатываются как жидкие (получаемые карбамидной и адсорбционной депарафинизацией нефтяных дистиллятов), так и твердые (получаемые при депарафинизации масел). Жидкие парафины являются сырьем для получения белково-витаминных концентратов, синтетических жирных кислот и поверхностно-активных веществ.
Нефтепродукты специального назначения подразделяются на:
6.1. Термогазойль (сырье для производства технического углерода).
6.2. Консистентные смазки (антифрикционные, защитные и уплотнительные).
6.3. Осветительный керосин.
6.4. Присадки к топливам и маслам, деэмульгаторы.
6.5. Элементная сера.
6.6. Водород и др.

Лекция 11 Схема НПЗ.. Основные технологические процессы переработки нефти и газа Первичная переработка нефти

Основные технологические процессы переработки нефти и газа. Схема НПЗ.

НПЗ представляет собой совокупность основных технологических процессов (установок, цехов, блоков), а также вспомогательных и обслуживающих служб, обеспечивающих нормальное функционирование промышленного предприятия (товарно-сырьевые, ремонтно-механические цеха, цеха КИП и А, паро-, водо- и электроснабжения, цеховые и заводские лаборатории, транспортные, пожаро- и газоспасательные подразделения, медпункты, столовые, диспетчерская, дирекция, отделы кадров, финансов, снабжения, бухгалтерия и т.д.). Целевое назначение НПЗ — производство в требуемых объеме и ассортименте высококачественных нефтепродуктов и сырья для нефтехимии (в последние годы — и товаров народного потребления).

Отличительной особенностью НПЗ является получение разнообразной продукции из одного исходного нефтяного сырья. Ассортимент нефтепродуктов НПЗ исчисляется обычно около или более сотнями наименований. Характерно, что в большинстве технологических процессов производятся преимущественно только компоненты или полупродукты. Конечные товарные нефтепродукты получают, как правило, путем компаундирования (смешения) нескольких компонентов, производимых на данном НПЗ, а также добавок и присадок. Это обусловливает необходимость иметь в составе НПЗ разнообразный набор технологических процессов с исключительно сложной взаимосвязью по сырьевым, продуктовым и энергетическим потокам.

По ассортименту выпускаемых нефтепродуктов нефтеперерабатывающие предприятия принято классифицировать на следующие группы (профили):

1) НПЗ топливного профиля, 2) НПЗ топливно-масляного профиля, З) НПЗ топливно-нефтехимического профиля (нефтехимкомбинаты), 4) НПЗ (нефтехимкомбинаты) топливно-масляно-нефтехимического профиля

На рисунке 8.1 представлен один из вариантов поточной схемы перспективного НПЗ глубокой переработки сернистых нефтей.. В состав этого НПЗ входят:

— установка электрообессоливания и обезвоживания и первичной перегонки нефти; (ЭЛОУ-АВТ) - предназначена для очистки от солей и воды для перегонки нефти на фракции

—установки очистки и разделения газовых фракций: аминная очистка(АО) – от сероводорода; происзводства элементарной серы из сероводорода (Клауса)

- перегонки газов (ГФУ).

— установки гидроизомеризации (ГИЗ) и селективного гидрокрекинга (СГК) легкого бензина, каталитического риформинга бензина (КР) - предназначены для получения высооктанового бензина

- гидроочистки реактивного и дизельного топлива (ГО); предназначена для удаления гетероорганических и непредельных соединений из топливных фракций.

- легкий гидрокрекинг (ЛГК) и каталитический- крекинг (КК) вакуумного газойля- предназначены для получения дополнительных топливных фракций из вакуумного газойля

— установки по производству метилтретбутилового эфира (МТБЭ) и алкилации газов с целью получения высооктановых компонентов бензина

-два направления переработки гудрона:

получение битумов из гудрона (БУ);

термоконтактное коксование (ТКК) и парокислородная воздушная газификация (ПКВГ).

Рис. 8.1. Поточная схема перспективного НПЗ

Глубина переработки нефти на таком НПЗ составит около 90%. Эта схема перспективного НПЗ позволяет получить высокооктановые компоненты автобензина, такие, как изомеризат, риформат, алкилат, МТБЭ, бензины каталитического и гидрокрекинга и селективного гидрокрекинга, сжиженные газы. газы С3 и С4, столь необходимые для производства неэтилированных высокооктановых автобензинов с ограниченным содержанием ароматических углеводородов, а также малосернистые дизельные и реактивные топлива летних и зимних сортов., битума, кокса.

ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ
Обессоливание нефти
Назначение — удаление солей и воды из нефти перед подачей на переработку. Эффективное обессоливание позволяет значительно уменьшить коррозию технологического оборудования установок по переработке нефти, предотвратить дезактивацию катализаторов, улучшить качество топлив, нефтяного кокса, битумов и других продуктов.
Сырье — нефть, содержащая воду и соли в количествах, определяемых ГОСТ 9965—76.

Продукция — обессоленная и обезвоженная нефть, содержащая 3—4 мг/л солей и до О,1% (масс.) воды.
Технологическая схема (рис. 3.1). Нефть забирается из сырьевого резервуара, смешивается с промывной водой, деэмульгатором и (если в нефти содержатся неорганические кислоты) со щелочью или содой. Затем сырье нагревается в теплообменнике Т-1 и паровом подогревателе Т-2. Из Т-2 нефть поступает в электродегидратор первой ступени Э-!. В этом аппарате удаляется основная масса водыи солей (их содержание в нефти снижается в 8—10 раз). Из ЭГ-1 нефть направляется в электродегидратор второй ступени ЭГ-2 для повторной обработки. перед ЭГ-2 в нефть вновь подается вода. Обессоленная нефть из ЭГ-2 уходит с установки, а отделенная в электродегидраторах вода передается на очистку.
Температура и давление процесса обусловливаются свойствами обрабатываемой нефти и конструкцией основного аппарата — электродегидратора. Легкие нефти обессоливаются при 80—100 °С, тяжелые — при 120—140 °С.

Рис Принципиальная схема установки ЭЛОУ

Первичная перегонка нефти
Назначение — разделение нефти на фракции для последующей переработки или использования в качестве товарной продукции. Первичная перегонка осуществляется на атмосферных трубчатых (АТ) и атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках. Установки АТ и АВТ часто комбинируются с установками обессоливания нефти ц вторичной перегонки бензинов.
Сырьем является обессоленная нефть, полученная на установках и блоках ЭЛОУ.
Продукция
1) углеводородный газ — выводится с установок в газообразном и жидком («головка стабилизации») виде, направляется для дальнейшей переработки на газофракционирующие установки, используется как топливо нефтезаводских печей;
2) бензиновая фракция — выкипает в пределах 50—180 °С, используется как компонент товарного автобензина, сырье установок каталитического риформинга и пиролиза; подвергается вторичной перегонке для получения узких фракций;
3) керосиновая фракция — выкипает в пределах 120—315 °С, используется как топливо для реактивных и тракторных карбюраторных двигателей, для освещения, как сырье установок гидроочистки;
4) дизельная фракция (атмосферный газойль) - выкипает в пределах 180—360 °С, используется как топливо для дизельных двигателей и сырье установок гидроочистки;

5)вакуумный газойль –выкипает в пределах 350-500 ^оС, используется как сырье каталитического крекинга.

6) гудрон – выкипает выше 500^оС, используется для производства кокса, битума.

Рис.5.13 Рис.5.14

Рис.5.13. Принципиальная схема блока атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ—АВТ—6:

1— отбензинивающая колонна: 2 — атмосферная колонна; 3— отпарные колонны; 4— атмосферная печь;
1 — нефть с ЭЛОУ; II —легкий бензин; III — тяжелый бензин; IУ — фракция 180—220 ОС;
У — фракция 220—280 0С; УI — фракция 280—350 ОС;
УII — мазут; УIII — газ; IХ — водяной пар

Рис. 5.14. Принципиальная схема блока вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ— АВТ—б:

1 — вакуумная колонна; 2— вакуумная печь; З — пароэжекторный вакуумный насос; 1 — мазут из АТ; 11—легкий вакуумный газойль; III — вакуумный газойль; IУ — затемненная фракция; У — гудрон; УI — водяной пар; УII — газы разложения; УIII — конденсат (вода и нефтепродукт)

Обессоленная на ЭЛОУ нефть дополнительно подогревается в теплообменниках и поступает на разделение в колонну частичного отбензинивания 1. Уходящие с верха этой колонны углеводородный газ и легкий бензин конденсируются и охлаждаются в аппаратах воздушного и водяного охлаждения и поступают в емкость орошения. Часть конденсата возвращается на верх колонны 1 в качестве острого орошения. Отбензиненная нефть с низа колонны 1 подается в трубчатую печь 4, где нагревается до требуемой температуры и поступает в атмосферную колонну 2. Часть отбензиненной нефти из печи 4 возвращается в низ колонны 1 в качестве горячей струи. С верха колонны 2 отбирается тяжелый бензин, а сбоку через отпарные колонны З выводятся топливные фракции 180—220 (230), 220 (230)—280 и 280—350°С. Атмосферная колонна, кроме острого орошения, имеет 2 циркуляционных орошения, которыми отводится тепло ниже тарелок отбора фракций 180—220 и 220—280 °С. В нижние части атмосферной и отпарных колонн подается перегретый водяной пар для отпарки легкокипящих фракций. С низа атмосферной колонны выводится мазут, который направляется на блок вакуумной перегонки.

Принципиальная схема блока вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ—АВТ--б приведена на рис. 5.14. Мазут, отбираемый с низа атмосферной колонны блока АТ (см. рис.5.13), прокачивается параллельными потоками через печь 2 в вакуумную колонну 1. Смесь нефтяных и водяных паров, газы разложения (и воздух, засасываемый через неплотности) с верха вакуумной колонны поступают в вакуумсоздающую систему. После конденсации и охлаждения в конденсаторе-холодильнике она разделяется в газосепараторе на газовую и жидкую фазы. Газы отсасываются трехступенчатым пароэжекторным вакуумным насосом, а конденсаты поступают в отстойник для отделения нефтепродукта от водного конденсата. Верхним боковым погоном вакуумной колонны отбирают фракцию легкого вакуумного газойля (соляр). Часть его после охлаждения в теплообменниках возвращается на верх колонны в качестве верхнего циркуляционного орошения. газойлевую (масляную) Вторым боковым погоном отбирают широкую газойлевую (масляную) фракцию. Часть ее после охлаждения используется как среднее циркуляционное орошение вакуумной колонны. Балансовое количество целевого продукта вакуумного газойля после теплообменников и холодильников выводится с установки и направляется на дальнейшую переработку. С нижней тарелки концентрационной части колонны выводится затемненная фракция, часть которой используется как нижнее циркуляционное орошение, часть — может выводиться с установки или использоваться как рецикл вместе с загрузкой вакуумной печи. С низа вакуумной колонны отбирается гудрон и после охлаждения направляется на дальнейшую переработку.. В низ вакуумной колонны и змеевик печи подается водяной пар.

Кроме ЭЛОУ, атмосферного и вакуумных блоков установка ЭЛОУ-АВТ-6 имеет блок стабилизации и вторичной перегонки бензина.

Лекция 12. Производство топлив Характеристики топлив

Всю совокупность свойств нефтепродуктов, определяющих их качество, можно подразделить на следующие три группы:

— физико-химические;

— эксплуатационные;

— технические.

К физико-химическим относятся свойства, характеризующие состояние и состав нефтепродуктов (плотность, элементный, фракционный и групповой углеводородный составы, вязкость, теплоемкость и т. д

Эксплуатационные свойства нефтепродуктов призваны обеспечить надежность и экономичность эксплуатации ДВС, машин и механизмов (например, испаряемость, горю­честь, воспламеняемость, детонационную стойкость, прокачиваемость, смазочную способность и др.).

Технические свойства нефтепродуктов (физическая и химическая стабильность, токсичность, пожаро- и взрывоопасность, коррозионная активность и др.) проявляются в процессах их хранения, транспортирования и длительной эксплуатации.

Дата добавления: 2014-01-07