Узел компаундирования нефти на ЛПДС "Кротовка"

Система трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов на сегодняшний день характеризуется мощными грузопотоками, которые необходимо перекачивать на большие расстояния с сохранением их качества. В настоящее время всеми магистральными нефтепроводами России владеет ОАО «АК «Транснефть» - государственная транспортная монополия и крупнейшая трубопроводная компания в мире. Нефтепроводы системы ОАО «АК «Транснефть» связывают крупнейшие российские месторождения нефти с заводами и внешними рынками в Европе и Азии, напрямую или через морские порты.

Бугурусланское районное нефтепроводное управление самая восточная часть Приволжских магистральных нефтепроводов. Нефтяной поток из Западной Сибири, нефть Оренбурга, Татарстана и Самарской области впадают в стальные русла системы АО «Транснефть-Приволга» и движутся далее на Самару, на запад и юг России. Первым звеньями в этой технологической цепи являются объекты Бугурусланского РНУ, коллектив, которого как бы задает ритм работы последующим звеньям.

Нефтеперекачивающая станция «Кротовка», является структурным подразделением Бугурусланского РНУ, в состав которой входят: подпорная и магистральная насосные, перекачивающие нефть в 3 магистральные нефтепровода: «Кротовка–Куйбышев», «Бавлы–Куйбышев» на участке

«Кротовка–НкНПЗ», «Бугуруслан–Сызрань» на участке «Кротовка– Покровская».

ЛПДС «Кротовка» является линейной производственно-диспетчерской станцией, осуществляющей прием нефти от магистральных нефтепроводов:

• -    МН «Нижневартовск-Курган-Куйбышев» ( D =1200 мм.);

• -    МН «Бобровка-Кротовка» ( D =400 мм.);

• -    МН «Покровка-Кротовка-2» ( D =500 мм.);

• -    МН «Бугуруслан-Сызрань» ( D =500 мм.);

• -    МН «Бавлы-Куйбышев» ( D =500 мм.);

перекачку нефти по магистральным нефтепроводам: -

• -    МН «Бугуруслан-Сызрань» ( D =700 мм.);

• -    МН «Кротовка-Куйбышев» ( D =500 мм.);

  - МН «Бавлы-Куйбышев» ( D =500 мм.).

Компаундирование, как технология управления качеством, позволяет решить проблему размещения дополнительного объема высокосернистой нефти в транспортных потоках, сглаживает и стабилизирует значения показателей качества нефти. Применение компаундирования обеспечивает гарантированные поставки нефти без нарушения показателей качества и, следовательно, является перспективным направлением в системе трубопроводного транспорта.

Процесс переработки нефти можно разделить на 3 основных этапа:

• 1.    Разделение нефтяного сырья на фракции, различающиеся по интервалам температур кипения (первичная переработка);

• 2.    Переработка полученных фракций путем химических превращений содержащихся в них углеводородов и выработка компонентов товарных нефтепродуктов (вторичная переработка) ;

• 3.    Смешение компонентов с вовлечением, при необходимости, различных присадок, с получением товарных нефтепродуктов с заданными показателями качества (товарное производство) .

Компаундирование производят на специально подготовленных пунктах, не задействованных непосредственно в технологическом процессе по транспортировке. Такие пункты оснащены специальными техническими средствами: аппаратурой контроля качества (поточной и лабораторной), резервуарными емкостями, системой регулирования расхода.

Таким образом, компаундирование решает проблему смешения и гарантирует стабильность качества в рамках «Схемы», которая, с одной стороны, закрепляет распределение качества в сети, а с другой - создает контрольные границы качества, превышение которых в процессе компаундирования допустимо лишь в отдельных случаях. Это позволяет не только контролировать результативность компаундирования, но и последовательно размещать нагрузку по пунктам компаундирования.

• Рис.1. Схема компаундирования нефти

ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ КОМПАУНДИРОВАНИЯ

Нефть представляет собой жидкость темно-коричневого цвета, состоящую в основном из смеси многочисленных органических соединений углерода и водорода с некоторым количеством кислородных, сернистых и азотных соединений. Содержание углерода в нефти колеблется от 84 до 86 %, водорода - от 12 до 14 %. При оценке пригодности нефти для переработки с целью получения товарных нефтепродуктов необходимо учитывать свойства нефти. Наиболее важными с практической точки зрения свойствами являются следующие: плотность, фракционный состав, содержание серы, содержание парафинов, содержание воды и содержание солей.

Стоимость нефти зависит от степени её технологической подготовки. Нефть, добываемая на разных месторождениях, имеет разный химический состав и значительно отличается по качеству. Наибольшей стоимостью обладает сырая нефть, которая требует минимальных затрат на переработку, именно с этой точки зрения выбираются эталонные сорта, как более качественные и, соответственно, дорогие. К одному из параметров, значительно снижающих стоимость нефти, относится процент содержания серы

Одним из наиболее доступных и применяемых методов повышения качества нефти является компаундирование. Компаундирование нефти - это технологический процесс доведения показателей качества нефти до требуемого значения путем смешения в определенном количестве нефти с различными параметрами качества. Компаундирование выполняется с целью получения смеси нефти, качество которой отвечает ГОСТ Р 51858-2002 [3].

Технологическая схема узла компаундирования ЛПДС «Кротовка» позволяет выполнять:

Формирование трех потоков нефти:

Сернистая нефть для Новокуйбышевского НПЗ путем смешения:

• •     высокосернистой нефти из МН «Бобровка-Кротовка»;

• •     сернистой нефти из МН «НКК».

Сернистая нефть для Сызранского НПЗ путем смешения:

• •     высокосернистой нефти из МН «Покровка- Кротовка»;

• •     сернистой нефти из МН «НКК».

Высокосернистая нефть на ЛПДС «Самара».

Требуемый на НПЗ расход смеси сернистой нефти по каждому из направлений задается оператором товарный средствами регуляторов расхода РР-4 (для Новокуйбышевского НПЗ) и РР-5 (для Сызранского НПЗ), регулирование расхода смесей нефти с помощью РР-4 и РР-5 осуществляется по показаниям ультразвуковых расходомеров №№22, 23 соответственно.

Определение качества (содержание серы) поступающей нефти:

• •    из МН «НКК» с помощью БИК №3,

• •    из МН «Бобровка-Кротовка» с помощью БИК №4,

• •    из МН «Покровка-Кротовка-2» с помощью БИК№5.

Определение и контроль качества (содержание серы) поступающей смеси нефти на выходе узла компаундирования осуществляется с помощью БИК №6 (для Новокуйбышевского НПЗ) и БИК №7 (для Сызранского НПЗ).

Автоматическое регулирование необходимого объема подкачки сернистой нефти из МН «НКК» с помощью регуляторов расхода РР-2 и РР-3 по показаниям ультразвуковых расходомеров №№20, 21 для подачи смесей нефти на Новокуйбышевский НПЗ и Сызранский НПЗ соответственно.

Необходимый объем подкачки сернистой нефти из МН «НКК» определяется и поддерживается автоматически, в зависимости от задаваемой оператором уставки по содержанию серы в смеси нефтей для Новокуйбышевского НПЗ и Сызранского НПЗ ( S =1,60-1,70 %.) и текущих показаний качества (по содержанию серы) по показаниям БИК №3,4,5 поступающих потоков нефти, а также в зависимости от задаваемой оператором уставки плана поставки нефти для Новокуйбышевского НПЗ и Сызранского НПЗ.

Регулятор расхода РР-1 обеспечивает сброс излишков сернистой нефти из МН «НКК» не участвующих в процессе смешения, но не менее количества (~50 м3), обеспечивающего устойчивую работу узла компаундирования нефти.

Избыточный объем высокосернистой нефти, не требующейся для смешения, (МН «Бобровка-Кротовка» и МН «Покровка-Кротовка-2») подается в приемный трубопровод высокосернистой нефти МН «Бугуруслан-Сызрань» через регуляторы давления РД-2 и РД-3 соответственно.

Избыточный объем высокосернистой нефти определяется по показаниям ультразвуковых расходомеров №№24, 25 соответственно.

Поддержание заданного давления (уставка задается оператором 0,4 МПа) в трубопроводе подачи нефти от МН «НКК» осуществляется с помощью узла регулирования давления РД-1, 1.1 «после себя».

Определение объема сернистой нефти, поступающей из МН «НКК» осуществляется по показаниям ультразвукового расходомера №17.

Определение объема высокосернистой нефти, поступающей из МН «Покровка-Кротовка» осуществляется по показаниям ультразвукового расходомера №18.

Определение объема высокосернистой нефти, поступающей из МН «Бобровка-Кротовка» осуществляется по показаниям СИКН №245.

Определение объема смеси высокосернистой нефти, поступающей от МН «Бугуруслан-Сызрань» осуществляется по показаниям ультразвукового расходомера №26.

Прием сернистой нефти от МН «НКК» в РП (три РВС(П)-20000), подача сернистой нефти на прием узла компаундирования из РП с помощью насосной подкачки с ЧРП для обеспечения смешения в период плановых остановок МН «НКК».

Предусмотрена возможность приема высокосернистой нефти от одного из МН «Покровка-Кротовка-2», МН «Бобровка-Кротовка», МН «Бугуруслан-Сызрань» в РП по отдельному трубопроводу.

Предусмотрена возможность подачи высокосернистой нефти на прием узла компаундирования из РП с помощью насосной подкачки с ЧРП.

Предусмотрена возможность подачи нефти от МН «НКК» в поток высокосернистой нефти, поступающей от МН «Бугуруслан-Сызрань.

Очистка сернистой нефти, поступающей из МН «НКК», высокосернистой нефти поступающей из МН «Покровка-Кротовка» от механических примесей, парафино-смолистых отложении и посторонних предметов осуществляется с помощью горизонтальных фильтров-грязеуловителей. Дренаж фильтров-грязеуловителей, узлов регулирования давления и БИК осуществляется в емкости для сбора утечек и дренажа.

Сброс нефти в резервуары аварийного сброса НПС «Кротовка»:

• 1.    через узел с предохранительными устройствами №1 при повышении давления на входе НПС «Кротовка» в трубопроводе подачи нефти от МН «НКК» при срабатывании автоматической защиты от повышения давления в технологических трубопроводах резервуарного парка НПС «Кротовка» за счет открытия задвижки №479 в узле предохранительных устройств №1.

• 2.    через узел с предохранительными устройствами №2 при повышении давления на входе НПС «Кротовка» от магистрального нефтепровода «Бобровка-Кротовка» при срабатывании автоматической защиты от повышения давления в технологических трубопроводах резервуарного парка НПС «Кротовка» за счет открытия задвижки №449 в узле предохранительных устройств №2.

• 3.    через узел с предохранительными устройствами №3 при повышении давления на входе НПС «Кротовка» от магистрального нефтепровода «Покровка-Кротовка-2» при срабатывании автоматической защиты от повышения давления в технологических трубопроводах резервуарного парка НПС «Кротовка» за счет открытия задвижки №462 в узле предохранительных устройств №3.

В технологической обвязке БИК предусмотрена возможность подключения пропарочной или промывочной установки.

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ КОМПАУНДИРОВАНИЯ

Процесс компаундирования включает в себя введение добавок и наполнителей в полимерный материал, а смеси полимеров с этими ингредиентами — компаундами. Компаунд может содержать порядка 4-10 ингредиентов, смешанных соответствующим образом для достижения успешного функционирования готового изделия. По области применения компаунды разделяют на 2 группы: композиты, физико-механические свойства которых формируют свойства готового изделия, которые создаются для качественного распределения компонентов в готовом изделии.

Полимерная основа смешиваемых компонентов определяет многие физические свойства компаундов. Не менее 50 полимеров различных марок и сотни добавок дают возможность модифицировать набор ключевых свойств полимерного изделия. Как полимеры, так и добавки выпускаются в различных формах (гранулы, порошки, жидкости) и имеют широкий диапазон температуры    плавления и термических свойств. Такое разнообразие материалов и их свойств является причиной разнообразия процессов компаундирования. С точки зрения физико-химических процессов все процессы компаундирования классифицируются в соответствии с базовыми научными законами и параметрами:

• —    дисперсионное смешение, то есть дробление агломератов до уровня порошков;

• —    дистрибутивное смешение, то есть достижение высокой степени однородности в полимерной матрице;

• —    термическое регулирование, то есть установление устойчивого температурно-временного профиля при течении системы (расплава), состоящей из полимера и добавок.

Каждое изменение, происходящее с материалом при компаундировании, так или иначе, связано именно с этими тремя основными процессами: дисперсионное смешение, дистрибутивное смешение и термическое регулирование. Очень часто эти процессы происходят одновременно, однако есть композиции, при компаундировании которых протекает лишь один из перечисленных процессов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Узел компаундирования, рассмотренный в данной статье обеспечивает, выполнение следующих основных функций:

• -    измерение в автоматическом режиме:

• а)    объемного расхода в приемных трубопроводах;

• б)    объемного расхода в БИК;

• в)    плотности при рабочих температуре и давлении нефти;

• г)    массовой доли серы;

• д)    давления в технологических трубопроводах;

• е)    температуры; '

• -    автоматизированное выполнение заданных параметров качества и количества в направлении НПЗ;

• -    отображение текущих значений параметров технологического процесса;

• -    многофункциональность технологической схемы системы компаундирования;

• -    сброс в резервуары аварийного сброса через предохранительные устройства;

• -    бесперебойная работа узла компаундирования нефти, во время проведения плановых работ на приемных МН, за счет ресурсов резервуарного парка;

• -    возможность ручного управления запорной арматурой;

• -    индикация и звуковая сигнализация срабатывания защит технологического оборудования от аварий и перегрузок;

• -    возможность ручного ввода любых параметров, при отказе оборудования;

• -    автоматизированное регулирование расхода нефти через БИК для обеспечения определенного соотношения расходов потока в трубопроводе в месте отбора и в трубопроводе БИК;

• -    местный контроль герметичности запорной арматуры, через которую недопустимы протечки;

• -    очистку рабочей среды с помощью горизонтальных фильтров -грязеуловителей;

• -    очистку рабочей среды на входе в БИК с помощью фильтров;

• -    дистанционный и местный контроль перепада давления на фильтрах;

• -    дренаж нефти из оборудования, технологических трубопроводов и последующее их заполнение без остатков воздуха.