Тема 1. Подготовка нефти и газового конденсата к транспорту и переработке

Нефть приготавливается к переработке в два этапа – на нефтепромысле и на нефтеперерабатывающем заводе. В задачу подготовки к переработке на обоих этапах входит удаление от нефти примесей, которые выходят из скважины вместе с нею: попутного нефтяного газа, механических примесей, воды и минеральных солей.

1.1. Балластные компоненты нефти

Добываемая из нефтепромысловых скважин нефть, строго говоря, нефтью является лишь частично, поскольку вместе с ней из скважины выносится: газ, пластовая вода, содержащая минеральные соли и механические примеси. Углеводородный газ, называемый попутным газом, растворен в нефти и механически смешан с нею, количество его составляет от 10 до 300 м³/т нефти и называется газовым фактором скважины.

Содержание пластовой воды в нефти колеблется от 5 до 90% на нефть и называется обводненностью скважины. Причем чем больше эксплуатируется скважина, тем больше воды содержит добываемая нефть в виде эмульсии.

Пластовая вода сильно минерализирована. В добываемой из скважин нефти общее содержание минеральных солей составляет от 3000 до 12000 мг/л.

Механические примеси (до 1% на нефть) состоят из песчинок, пластовой породы, кристалликов минеральных солей, окалины и др.

Все перечисленные примеси являются балластными компонентами нефти, ухудшают ее качество и подлежат удалению. Такую «сырую» нефть нельзя транспортировать и перерабатывать на НПЗ без тщательной подготовки по следующим причинам:

1) высокое содержание растворенного газа в нефти отрицательно в ввиду того, что:

а) увеличивается давление насыщенных паров нефти (Р_н.к.), что снижает безопасность эксплуатации нефтепроводов;

б) увеличиваются потери легких компонентов нефти (при транспорте даже с допустимым Р_н.n.потери нефти составляют 2-4% нас.;

в) легкие компоненты попутного газа (С₂-С₄) ухудшают ректификацию нефти.

2) Присутствие пластовой воды в нефти удорожает ее транспортировку по трубопроводам (увеличивается вязкость нефти) и увеличивает энергозатраты на ее испарение и конденсацию при переработке.

3) Наличие в нефти минеральных солей (особенно хлоридов Ca,Mg,Naи др.) придает ей высокие коррозионноактивные свойства, поскольку при повышенных температурах (выше 100⁰С) в присутствии воды они подвергаются гидролизу с образованием хлороводородной кислоты, разрушающей стальное оборудование:

MgCl₂+H₂O MgOHCl+ HCl

2HCl + FeS FeCl₂ + H₂S

H₂S+FeFeS+H_{2 .}

4) При большом содержании механических примесей усиливается износ труб и образование отложений в нефтеаппаратах, что приводит к снижению коэффициента теплоотдачи.

На нефтепромыслах эксплуатируются различные системы сбора и подготовки нефти. Используется герметизированная схема сбора и подготовки нефти, включающая следующие этапы:

1. Разгазирование нефти (дегазация). Попутный нефтяной газ отделяют в сепараторах высокого и низкого давления гравитационным разделением. Полного разделения при этом достичь не удается, и в нефти остается в растворенном состоянии 0,5-1,5% углеводородов до бутана включительно.

Эту растворенную часть газа извлекают после отделения на промысле остальных примесей на стадии стабилизации нефти

2. Обезвоживание и обессоливание (установки подготовки нефти). В основе процесса обезвоживания и обессоливания лежит разрушение (дестабилизация нефтяных эмульсий), образующихся в результате контакта нефти с водой, закачиваемой в пласт для поддержания пластового давления.

3. Стабилизация нефти (при высоком давлении растворенного газа).

4. Сортировка и смешение нефти. Оценка качества нефти.