- •Аннотация
- •Введение
- •1. Литературный обзор
- •1.1. Общие сведения о нефти
- •1.2. Основные физические свойства нефтей
- •1.2.1. Плотность
- •1.2.2. Средняя температура кипения нефтяных фракции
- •1.2.3. Молярная масса
- •1.2.4. Давление насыщенных паров (днп)
- •1.2.5. Вязкость
- •1.2.6. Теплота сгорания
- •1.2.7. Оптические свойства
- •1.3. Классификация нефтей
- •1.3.1. Химическая классификация
- •1.3.2. Технологическая классификация
- •1.4. Необходимость подготовки нефти
- •1.5.Стабилизация нефти
- •1.6. Обессоливание и обезвоживание нефтей
- •1.6.1. Общие сведения о водонефтяных эмульсиях
- •1.6.2. Устойчивость эмульсий. Эмульгаторы и стабилизаторы эмульсий
- •1.6.3.Способы деэмульгирования
- •1.6.3.1. Центрифугирование
- •1.6.3.2. Фильтрация
- •1.6.3.3. Химический метод разрушения эмульсий
- •1.6.3.4. Холодный отстой (гравитационное разделение)
- •1.6.3.5.Термохимическое деэмульгирование
- •1.6.3.6. Электрическое деэмульгирование нефтяных эмульсий
- •2. Технологическая часть
- •2.1. Выбор и обоснование технологической схемы производства
- •2.2. Характеристика сырья и готовой продукции
- •2.2.1. Физико-химические свойства пластовой воды
- •2.2.2. Характеристика попутного нефтяного газа
- •2.2.3. Характеристика продукции упн
- •2.2.4. Физико-химические свойства реагентов
- •2.3 Технологическая схема производства
- •Исходные данные для расчета
- •2.4. Материальный баланс производства
- •2.4.1. Материальный баланс первой ступени сепарации
- •Исходные данные для расчета
- •Определение мольной доли отгона n
- •Мольный баланс процесса сепарации первой ступени
- •Массовый баланс процесса сепарации первой ступени
- •Характеристика газа, выделяющегося в сепараторе
- •Материальный баланс сепарации первой ступени
- •2.4.2. Блок отстоя
- •Материальный баланс блока отстоя
- •2.4.3. Блок электродегидраторов
- •Материальный баланс блока электродегидраторов
- •2.4.4. Сепаратор ксу
- •Исходные данные для расчёта (см.Табл.2.8)
- •Определение числа молей выделившегося газа n
- •Мольный баланс процесса сепарации на ксу
- •Массовый баланс сепаратора ксу
- •Характеристика газа, выделяющегося в сепараторе ксу
- •Материальный баланс сепарации ксу
- •2.4.5. Общий материальный баланс установки подготовки нефти
- •Материальный баланс установки
- •2.5. Расчет основного оборудования
- •2.5.2. Блок отстоя
- •Состав эмульсии блока отстоя
- •Массовая доля и плотность компонентов нефти
- •3. Механическая часть
- •3.1 Исходные данные для конструктивного расчета аппарата
- •3.1.1 Выбор материала
- •3.1.2 Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки
- •3.1.3. Допускаемое напряжение
- •3.1.4. Толщина стенки днищ (крышек)
- •3.2. Проверка напряжений в стенке обечайки и днищах аппарата при проведении гидравлических испытаний
- •3.2 Расчет опор горизонтального аппарата
- •3.3. Эксплуатация
- •3.3.1 Назначение, применение, технические характеристики и классификация отстойника горизонтального
- •3.3.2 Устройство и принцип действия
- •3.3.3. Порядок пуска и остановка отстойника горизонтального
- •3.4. Ремонт и монтаж оборудования
- •3.4.1. Организация технического обслуживания горизонтального отстойника
- •3.4.2 Характерные неисправности и способы их устранения
- •3.4.3. Порядок сдачи оборудования в ремонт
- •3.4.4. Порядок проведения ремонта
- •3.4.5. Монтаж оборудования после ремонта
- •3.4.6. Гидравлические испытания после ремонта
- •3.5. Специальная часть
- •3.5.1. Расчет фланцевых соединений
- •3.5.2. Расчет болтов
- •4. Экономическая часть
- •4.1. Расчёт капитальных вложений и стоимости основных и оборотных средств
- •4.2 Экономическая оценка проекта.
- •5. Кип и автоматизация производства
- •5.1. Структура и контроль управления
- •5.2. Степень автоматизации
- •5.3. Объекты автоматизации
- •5.4. Описание функциональной схемы блока отстойников
- •6. Безопасность и экологичность проекта
- •6.1. Обеспечение безопасности работающих
- •6.1.1. Характеристика условий труда
- •6.1.2. Средства индивидуальной защиты и компенсация производственных вредностей
- •6.1.3. Электробезопасность, молниезащита и защита от статического электричества
- •6.2. Оценка экологичности проекта
- •6.2.1. Защита атмосферы
- •6.2.2. Защита гидросферы
- •6.2.3. Защита литосферы
- •6.3. Чрезвычайные ситуации
- •6.3.1 Аварийные ситуации на установке и мероприятия по ликвидации аварии
- •6.3.1.2 Отключение электроэнергии
- •6.3.1.7 При пожаре
- •Заключение
- •Список использованных источников
2. Технологическая часть
2.1. Выбор и обоснование технологической схемы производства
Сбор и транспорт нефти от скважин до установки подготовки нефти на Игольско-Таловом месторождении имеет ряд особенностей:
Обеспечивается хорошее разгазирование нефти на ДНС (дожимной насосной станции);
В связи с ростом обводнённости добываемой нефти (около 65% масс. воды), нефтегазоводная эмульсия перед УПН проходит установку предварительного сброса воды (УПСВ).
Характеристика нефти, приходящей на установку подготовки нефти, представлена в таблице 2.1.; товарной нефти – в таблице 2.5.
Учитывая химический состав нефти, состав и количество попутного газа, стабильность эмульсионной нефти, необходимо применить комплексный метод подготовки, который должен включать стадии:
- обезвоживания и обессоливания;
- сепарации для отделения попутного газа.
Очевидно, существует целесообразность проектировать электрообезвоживающую и обессоливающую установку подготовки нефти, работающую на токах промышленной частоты, так как электрообработка эмульсий является наиболее эффективным способом деэмульсации.
В электродегидраторах промышленной частоты применены открытые, неизолированные электроды, находящиеся под высоким напряжением. Эмульсионная нефть поступает в межэлектродное пространство, капли воды укрупняются в электрическом поле и оседают в нижнюю часть дегидратора, где окончательно отстаиваются в виде слоя свободной воды. В верхней части аппарата, куда поднимается обработанная нефть, размещены проходные и подвесные изоляторы электродов. Таким образом, в электродегидраторе совмещены два процесса - обработка эмульсии в электрическом поле и отстой воды от нефти.
Как указывалось выше, нефть хорошо разгазируется на ДНС. Поэтому предусмотрим одну ступень сепарации после блока электродегидраторов с целью снижения потерь лёгких углеводородов перед подачей товарной
продукции в резервуары при минимальном избыточном давлении в так называемых концевых сепараторах.
В данной части представлены технологические расчеты установки подготовки нефти Игольско-Талового месторождения мощностью 4 млн. тонн в год по товарной нефти
Технологическая установка включает в себя:
Первую ступень сепарации;
Вторую ступень сепарации;
Отстойники ОГ – 200 для сброса подтоварной воды;
Электродегидратор ЭГ-200;
Блок реагентного хозяйства (БРХ);
Насосная внутренней и внешней перекачки;
Резервуарный парк;
Узел учета нефти (СИКН-515);
Узел отпуска нефти;
Факельная система;
Насосная подтоварной воды.
Расчет ведем по блоку отстоя, состоящий из отстойников ОГ-200.
2.2. Характеристика сырья и готовой продукции
Сырьем УПН является обводненная нефть с растворенным попутным газом.
Нефть - это маслянистая горючая жидкость от светло-коричневого до черного цвета со специфическим запахом. Нефть несколько легче воды и имеет вязкость в 5-100 раз выше вязкости воды. Нефть – это сложная взаиморастворимая смесь газообразных, жидких и твердых углеводородов различного химического строения. Нефть токсична. ПДК в рабочей зоне - 300 мг/м3.
Пределы взрываемости: нижний - 3%,верхний - 18%.
Таблица 2.1
Физико-химические свойства исходного сырья
№ п/п |
Наименование месторождения |
Содержание |
Свойства нефти |
||||||||
Вода % |
СL -соли мг/л |
Мех. примеси мг/л |
Парафин % масс |
Сера % масс |
Смолы % масс |
Асфал. % масс |
Плот-ность кг/м³ |
Вязкость При 20ºС 50ºС |
|||
1. |
Игольско – Таловое |
65 |
15000 |
650 |
3,03 |
0,72 |
18 |
1,48 |
856 |
7,43 4,9 |
В соответствии с характеристикой нефти по классам ГОСТ Р 51858 –2002: Нефть Игольско-Талового месторождения - сернистая (от 0,6 до 1,8 %)
Таблица 2.2
Химический состав нефти по ГОСТ 13379 – 87
Компонент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого |
Мольное содержание |
2,60 |
53,03 |
8,27 |
19,67 |
2,52 |
9,9 |
1,08 |
2,15 |
0,78 |
100 |