СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ И ПАРАФИНИСТОЙ НЕФТИ К ТРУБОПРОВОДНОМУ ТРАНСПОРТУ
METHOD OF PROCESSING HIGH-VISCOSITY AND WAXY OIL FOR PIPELINE TRANSPORTATION

Изобретение относится к транспорту нефти и нефтепродуктов и может быть использовано для улучшения подготовки к трубопроводному транспорту высоковязких и парафинистых нефтей путем снижения их вязкости.
Известен способ подготовки высоковязких и парафинистых нефтей к трубопроводному транспорту, заключающийся в том, что при транспорте нефти в перекачиваемую нефть вводят углеводородные разбавители [Губин Е.В., Губин В.В. «Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов». - Недра, 1982, с. 157].
Недостатком этого способа является использование дорогостоящих и дефицитных разбавителей.
2
4
-1
Наиболее близким к заявляемому является способ подготовки высоковязких и парафинистых нефтей к трубопроводному транспорту, заключающийся в том, что в высоковязкую и парафинистую нефть вводят углеводородные разбавители, в качестве которых используют, в частности, жидкий продукт переработки попутных нефтяных газов (смесь легких ароматических углеводородов, преимущественно бензола, толуолов и ксилолов) при транспорте нефти в количестве 1-20%. Жидкие продукты получают на цеолитсодержащих катализаторах при 600-650°С, объемной скорости подачи сырья (смеси углеводородов С-С) 90-220 ч и атмосферном давлении. [Патент РФ №2089778, Кл. F17D 1/16, опубл. 10.09.1997 г.].
Недостатком способа является невысокая эффективность при использовании в реальных промысловых условиях:
- из-за невозможности получения достаточного количества углеводородного разбавителя вследствие, как правило, ограниченного ресурса попутного нефтяного газа (5-15% масс. на нефть) и незначительного выхода жидкого продукта его переработки (20-35% масс.), в результате чего потенциально достигаемое количество разбавителя составляет лишь 1-5% масс. и, соответственно, вязкость и температура застывания нефти снижаются незначительно;
- известный способ лишь несколько уменьшает содержание твердых парафинов в нефти, обуславливающих ее высокую вязкость и температуру застывания, и уменьшает их только вследствие разбавления жидким продуктом, и поэтому не может быть использован для снижения вязкости парафинистых нефтей, поскольку подготовленная нефть согласно ГОСТ Р 51858-2002 должна содержать не более 6% масс. парафинов;
- при получении жидкого продукта-разбавителя в способе по прототипу в качестве побочного продукта образуется 65-80% масс. неконденсируемых углеводородных газов низкого давления, требующие дальнейшей утилизации;
2
4
- способ требует значительных энергетических затрат для подготовки сырья, а именно для выделения фракции C-C из попутного нефтяного газа, и для нагрева сырья до 600-650°С.
Технический результат - повышение эффективности процесса подготовки высоковязкой, как парафинистой, так и/или смолистой, нефти путем снижения вязкости, температуры застывания нефти, а также содержания твердых парафинов за счет выделения твердых парафинов из нефти и их превращения в жидкий продукт, используемый для разбавления нефти.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе подготовки высоковязких и парафинистых нефтей к трубопроводному транспорту путем введения в транспортируемую нефть углеводородного разбавителя, особенностью является то, что в качестве разбавителя используют жидкий продукт термолиза фракции нефти 340-540°С, выделенный при фракционировании нагретой нефти, при этом фракции н.к. -340°С и >540°С, полученные при фракционировании нефти, соединяют с продуктом термолиза, полученную смесь охлаждают и стабилизируют с выделением газа стабилизации, а термолиз проводят при 450-520°С, давлении 0,4-2,5 МПа в течение 0,1-0,5 часа.
Выделение фракции нефти 340-540°С при фракционировании нагретой нефти, содержащей основное количество твердых парафинов, ее термолиз с деструкцией твердых парафинов с получением низкомолекулярного маловязкого и низкозастывающего жидкого продукта, и использование этого продукта в качестве разбавителя приводит к многократному уменьшению вязкости и температуры застывания нефти за счет значительного снижения содержания твердых парафинов в нефти вследствие их деструкции, а также за счет разбавления нефти полученным продуктом. В качестве дополнительного эффекта достигается улучшение качества нефти по показателю "содержание парафинов".
Способ осуществляют следующим образом (схема процесса изображена на чертеже).
Исходную нефть (поток I) предварительно нагретую в теплообменнике 1 до температуры 200-250°С, подвергают фракционированию во фракционирующем аппарате 2 с выделением фракции 340-540°С (II), которую нагревают в печи 3 до 450-520°С и подвергают термолизу в аппарате термолиза 4 при 450-520°С, давлении 0,4-2,5 МПа в течение 0,1-0,5 часа. Полученные при фракционировании нагретой нефти фракции н.к. -340°С (III) и >540°С (IV) соединяют с продуктом термолиза (V), полученную смесь (VI) охлаждают в теплообменнике 1, стабилизируют в стабилизационном аппарате 5 с выделением газа стабилизации (VII), который утилизируют совместно с попутным нефтяным газом, и подготовленной нефти (VIII), которую транспортируют потребителю.
Примеры осуществления способа
Пример 1.
Для подготовки к трубопроводному транспорту высоковязкой парафинистой узеньской нефти с расчетной вязкостью при 20°С 360 сСт, температурой застывания +33°С и содержанием твердых парафинов 14,2% масс., нефть, предварительно нагретую в теплообменнике 1 до температуры 250°С, подвергают фракционированию во фракционирующем аппарате 2 с выделением 35% масс. фракции 340-540°С, которую нагревают до 480°С и подвергают термолизу в аппарате термолиза 3 при давлении 0,8 МПа в течение 0,2 часа. Фракции н.к. -340 и >540°С, полученные при фракционировании нефти, соединяют с продуктом термолиза, смесь охлаждают и стабилизируют с получением 1,4% масс. газа стабилизации и 98,6% масс. подготовленной нефти с вязкостью 14,5 сСт, температурой застывания минус 3°С и содержанием твердых парафинов 2,4% масс.
Пример 2.
Для подготовки к трубопроводному транспорту высоковязкой смолистой каражанбасской нефти с вязкостью при 20°С 920 сСт, температурой застывания минус 26°С и содержанием твердых парафинов 1,5% масс., нефть, предварительно нагретую в теплообменнике 1 до температуры 280°С, подвергают фракционированию во фракционирующем аппарате 2 с выделением 32% масс. фракции 340-540°С, которую нагревают до 450°С и подвергают термолизу в аппарате термолиза 3 при давлении 0,4 МПа в течение 0,1 часа. Фракции н.к. -340 и >540°С, полученные при фракционировании нефти, соединяют с продуктом термолиза, смесь с выходом охлаждают и стабилизируют, с получением 1,1% масс. газа стабилизации и 98,9% масс. подготовленной нефти с вязкостью 53 сСт, температурой застывания +1°С и содержанием твердых парафинов 0,4% масс.
Пример 3.
Для подготовки к трубопроводному транспорту высоковязкой парафинистой Герасимовской нефти с вязкостью при 20°С 28 сСт, температурой застывания минус 6°С и содержанием твердых парафинов 4,0% масс., нефть, предварительно нагретую в теплообменнике 1 до температуры 220°С, подвергают фракционированию во фракционирующем аппарате 2 с выделением 42% масс. фракции 340-540°С, которую нагревают до 520°С и подвергают термолизу в аппарате термолиза 3 при давлении 2,5 МПа в течение 0,1 часа. Фракции н.к. -340 и >540°С, полученные при фракционировании нефти, соединяют с продуктом термолиза, смесь с выходом охлаждают и стабилизируют, получая 2,5% масс. газа стабилизации и 97,5% масс. подготовленной нефти с вязкостью 11 сСт, температурой застывания минус 15°С и содержанием твердых парафинов 0,5% масс.
Пример 4.
В условиях примера 3 фракцию 340-540°С нагревают до 450°С и подвергают термолизу при давлении 1,2 МПа в течение 0,5 часа, получая 2,1% газа стабилизации и 97,9% масс. подготовленной нефти с вязкостью 9 сСт, температурой застывания минус 13°С и содержанием твердых парафинов 0,2% масс.
Данные примеров сведены в таблицу.
Из таблицы следует, что проведение процесса при 450-520°С, давлении 0,4-2,5 МПа в течение 0,1-0,5 позволяет снизить вязкость нефти в 7-25 раз, понизить температуру застывания на 5-36°С, обеспечить содержание парафинов ниже нормируемого значения 6% масс. Достигнутые показатели эффективности процесса подготовки нефти существенно превышают показатели прототипа.
Предлагаемый способ подготовки высоковязких и парафинистых нефтей к трубопроводному транспорту находит промышленное применение на многих объектах нефтедобычи на территории Российской Федерации.
Таблица
Характеристика
Нефть
Узеньская
Каражанбасская
Герасимовская
По прототипу
Пример
1
2
3
4
Нефть сырьевая
Вязкость при 20°С, сСт
360<sup>1</sup>
920
28
28
Температура застывания, °С
33
-26
-6
-6
Содержание парафинов, % масс.
14,2
1,5
4,0
-
Параметры процесса
Температура, °С
480
450
520
450
600-650
Давление, МПа
0,8
0,4
2,5
1,2
0,1
Продолжительность процесса, ч
0,2
0,1
0,1
0,5
0,011-0,005
Количество разбавителя, % масс.
35
32
42
42
5
Нефть подготовленная
Вязкость
14,5
53
11
9
21,9
Температура застывания, °С
-3
<-35
<-35
<-35
-8
Содержание парафинов, % масс.
2,4
0,4
0,5
0,2
-