Расчет и проектирование десорбера отдувки сероводорода установки комплексной подготовки высокосернистой нефти
ВВЕДЕНИЕ
Добываемая на скважинах нефть содержит различные загрязняющие вещества, которые необходимо удалять из нефти. Различают первичную подготовку нефти, или подготовку нефти к транспортировке, которая проводится на нефтепромыслах до закачки нефти в магистральные трубопроводы и окончательную подготовку нефти, проводимую обычно на нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводах.Подготовка нефти к транспорту является одним из основных технологических процессов. Доведение качеств нефти, газа и воды до норм товарной продукции должно осуществляться в аппаратах, использующих наиболее эффективные гидродинамические и физико-химические процессы [1, с. 8].Примерно две трети всей нефти добывается в обводненном состоянии. На поздней стадии эксплуатации нефтяного месторождения, общая обводненность нефтяных скважин превышает 50 %, а количество нефтяного газа уменьшается [2, с. 5].
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 12
Методы нейтрализации сернистых соединений 12
Технология сероочистки нефти нейтрализаторами 13
Технология очистки нефти методом каталитического окисления кислородом воздуха в самой нефти 17
Технология отдувки сероводорода сухим попутным газом 19
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 26
Общая характеристика установки 26
Характеристика сырья, продуктов и материалов 26
Технологическая схема установки 31
Описание технологической схемы УПВСН 31
Аппаратурное оформление процесса 37
Предложения по модернизации блока отдувки сероводорода 53
ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ 54
Технологический расчет колонны отдувки сероводорода 54
Материальный баланс аппарата 54
Расчет объемов жидкой и газовой фаз колонны 56
Расчет диаметра десорбера 57
Высота насадки 59
Расчет гидравлического сопротивления колонного аппарата 64
Конструктивный расчет аппарата 66
Механический расчет десорбера 67
Исходные данные для расчета 67
Выбор конструкционного материала 68
Расчет корпуса аппарата от действия внутреннего
избыточного давления 68
Расчет эллиптического днища 69
Расчет аппарата на ветровую нагрузку 70
Механический расчет колонного аппарата от совместного действия ветрового изгибающего момента, внутреннего избыточного давления и осевой сжимающей силы 76
Проверка прочности сварного шва соединяющего корпус колонны с опорной обечайкой 78
Расчет на устойчивость 78
3.3 Технико-экономическое обоснование проекта 81
3.4 Безопасность и экологичность проекта 95
Автоматизированная система управления процесса комплексной подготовки высокосернистой нефти 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 130
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Каспарьянц К.С. Промысловая подготовка нефти и газа. М., Недра, 1973, 376с.
2 Технологии нефтеподготовки, нефтепереработки и нефтехимического синтеза: Учебное пособие / Р.А. Галимов, Х.Э. Харлампиди; Казан. гос. технол. ун-т. Казань, 2005. 92 с.
ГОСТ Р 518582002. Нефть. Общие технические условия. Введ. 200301 01. М.: Изд- во стандартов, 2002. 12 с.
Мазгаров А.М. Технологии очистки сырой нефти и газоконденсатов от сероводорода и меркаптанов/ А.М. Мазгаров, А.И.Набиев. - Казань: Казан. ун-т, 2015. - 38 с.
Технологии очистки нефти от сероводорода / Р. 3. Сахабутдинов [и др.] // Нефт. хоз-во. - 2008. - № 7. - С. 82-85.
Патент РФ. № 2107086. Способ очистки нефти, газоконденсата и их фракций от сероводорода / Фахриев А.М., Фахриев Р.А., Белкина М.М. // Заявл. 24.04.1996. Опубл. 1998. БИ. № 8. С. 402.
Саппаева А.М. Жидкофазная демеркаптанизация нефти и нефтепродуктов. Дисс. канд. техн. наук. М. 1999. 136 с.
Патент РФ. № 2177494 Способ очистки нефти и газоконденсата от сероводорода и меркаптанов / Шакиров Ф.Г., Мазгаров А.М., Вильданов А.Ф. // Зявл. 19.09.2000. Опубл. 2001. БИ. № 36.
Гиренко Е.Е., Сасина Т.И., Джумакаев К.Х. Сероочистка стабильного конденсата Астраханского ГПЗ от сероводорода и меркаптанов / Экологические технологии в нефтепереработке и нефтехимии: Материалы научно-практической конференции, Уфа, 2003 и Доклады отраслевого совещания по экологии, Москва, 2003 // Изд-во ИНХП, 2003. С. 92-93. РЖ Химия. 2004. 13П197.
Патент РФ. № 2134285. Способ очистки нефти, нефтепродуктов и газоконденсата от сернистых соединений [Текст] / Шакиров Ф.Г., Мазгаров А.М., Вильданов А.Ф. и др. Опубл. 10.08.1999., БИ. № 22.
Шипилов Д.Д. Совершенствование технологий очистки нефти от сероводорода на промысловых объектах. Дисс. канд. техн. наук. Бугульма 2011. - 160 с.
Для быстрого решения проблемы дезодорирующей очистки нефтей и газоконденсатов с небольшим содержанием сероводорода и легких меркаптанов в условиях удаленных промыслов и малого объема целесообразно использовать реагенты-нейтрализаторы или поглотители (скавенджеры) [6-8]. Эти вещества представляют собой химически активные реагенты, образующие с сероводородом и (или) с меркаптанами инертные малотоксичные соединения. При этом ни сам реагент, ни продукты реакции не должны быть коррозионноактивными и ухудшать качество сырья. Реагенты-нейтрализаторы вводят в сырье в небольших количествах (1-3 кг/т). Главным препятствием широкого распространения применения поглотителей является их высокая стоимость. Поэтому актуальным является подбор высокоэффективных, малотоксичных, дешевых и стабильных при хранении реагентов.Из реагентов-нейтрализаторов наиболее известными, применяемыми в мировой практике, являются четвертичные аммониевые основания. Фирмой «Petrolite Corp.» (США) в качестве демеркаптанизирующего агента и поглотителя сероводорода предложен реагент SX-2081, который представляет собой водно-метанольный раствор четвертичного аммониевого основания.