С целью увеличения объема перекачиваемых нефтепродуктов, необходимо разработать новые или оптимизировать технологии, применяемые для транспортировки нефтепродуктов, с учетом их реологических и эксплуатационных характеристик трубопроводов.
Предлагается использовать метод последовательной перекачки двух разных типов нефтепродуктов с пробкой отделения от третьего нефтепродукта, включая углеводороды, которые являются частью обоих перекачиваемых нефтепродуктов, тогда как пробка разделения выбрана так, чтобы она была более совместимой с каждым перекачиваемым нефтепродуктом, нежели они сами между собой. Этот метод не имеет минусов, которые есть у предыдущих методов, но все же он допускает попадание одного нефтепродукта в другой в совсем малых количествах, нежели при перекачке без разделительной пробки. Наличие примеси одного нефтепродукта в другом влияет на фракционный состав каждого, в том числе на температуру их начала и конца кипения. При перекачке нефтепродуктов, качество которых особенно строгое, например, авиационный керосин ТС-1, даже незначительные примеси посторонних углеводородов изменяют температуру помутнения и температуру затвердевания, что абсолютно недопустимо.
Поэтому, исходя из существующих технологических условий, вся смесь этих топлив выводится из обращения или переносится в другой нефтепродукт, что влечет за собой значительные потери [1]. Используемый в качестве разделительной пробки нефтепродукт получают в процессе перегонки одного из контактирующих нефтепродуктов в интервале температур выкипания углеводородов, общих для них обоих. Например, если речь идет о последовательной перекачке авиационного топлива ТС-1, кипящего в диапазоне температур от 150ºС до 250ºС, между партиями бензина АИ-95, кипящего в диапазоне температур от 35ºС до 215ºС, буферный продукт представляет собой остаток после перегонки бензина АИ-95 при температуре кипения не менее 150 ºС. Если речь идет о последовательной перекачке керосина TS-1, температура кипения которого составляет от 150 ºС до 250 ºС , между партиями дизельного топлива L-45, температура кипения которого составляет от 190ºС и 360 ºС, буферным продуктом является конденсированный дизельный дистиллят Л-45. в рефрижераторе-ресивере после перегонки дизельного топлива при температуре, не превышающей 250 °С. Другими словами, каждый раз, когда буферный нефтепродукт для разделительной пробки образуется углеводородами, общими для данной пары перекачиваемых жидкостей.
Объектом исследования является Сызранская НПЗ.
Показатель |
2016 |
2017 |
2018 |
2019 |
Прогноз на 2020 |
Объем переработки, млн. т |
6,32 |
5,94 |
6,91 |
7,32 |
7,72 |
Глубина переработки, % |
72,8 |
76,2 |
76,90 |
77,2 |
78 |
Выпуск нефтепродуктов, млн. т |
7,02 |
6,53 |
7,62 |
8,06 |
8,82 |
В том числе: |
|||||
Бензин (в т.ч. прямогонный) |
1,37 |
1,26 |
1,41 |
1,56 |
2,14 |
Дизельное топливо |
2,01 |
1,96 |
2,35 |
2,55 |
3,12 |
Керосин |
1,01 |
0,92 |
1,12 |
1,15 |
1,4 |
Мазут |
1,59 |
1,34 |
1,51 |
1,57 |
2,02 |
По данным таблицы 1 можно увидеть, что Сызранская НПЗ внедряет новые технологии и увеличивает объемы переработки нефти, соответственно, увеличивается продукт для транспортировки. В связи с значительным спадом цены на нефть, рентабельней производить и продавать готовый нефтепродукт, поэтому были сделаны прогнозы на 2020 год в сторону увеличения объемов переработки.
Схема транспортирования авиационного керосина и автомобильным бензином с использованием буферного продукта представлена на рис. 1.
Рисунок 1 – Схема транспортирования авиационного керосина и автомобильным бензином с использованием буферного продукта
-
Резервуар с авиационным керосином
-
Резервуар с буферным продуктом
-
Резервуар с автомобильным бензином
-
Узел переключение задвижек
-
Магистральный трубопровод
Схема транспортирования авиационного керосина и дизельного топлива с использованием буферного продукта.
Рисунок 2 – Схема транспортирования авиационного керосина и дизельного топлива с использованием буферного продукта
I - Резервуар с авиационным керосином
II - Резервуар с буферным продуктом
III - Резервуар с дизельным топливом
IV - Узел переключение задвижек
V - Магистральный трубопровод
Результаты расчета при последовательной транспортировки нефтепродуктов по трубопроводу с Сызранской НПЗ до нефтехранилища представлены в таблице 2.
Показатель |
Расчетное значение |
При транспортировки ТС-1 и АИ-95 |
|
Объем смеси, Vc |
95,129 м3 |
Длина смесиобразования, Lc |
431,411 м |
При транспортировки ТС-1 и Л-45 |
|
Объем смеси, Vc |
112,202 м3 |
Длина смесиобразования, Lc |
508,838 м |
В таблице 3 представлены результаты лабораторных исследований физико-химических свойств различных смесей нефтепродуктов ТС-1 и АИ-95. Исследования также показали, что, когда бензин АИ-95 добавляется в ТС-1 в количестве до 5%, это не влияет на качество реактивного топлива, до 3% – вообще не отражается на его качестве.
Показатели |
Добавка бензина АИ-95 в авиакеросин ТС-1 3% |
Добавка бензина АИ-95 в авиакеросин ТС-1 5% |
Содержание бензина АИ-95 в смеси, массовые доли |
||||||||||
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,10 |
0,40 |
0,60 |
0,80 |
0,90 |
0,95 |
0,99 |
|
Температура кипения, оС: |
|
||||||||||||
начальная |
147 |
145 |
144 |
142 |
140 |
132 |
101 |
79 |
79 |
57 |
48 |
43 |
39 |
при перегонке 10% |
161 |
159 |
156 |
155 |
154 |
145 |
114 |
98 |
98 |
84 |
77 |
73 |
69 |
при перегонке 50% |
183 |
181 |
179 |
177 |
175 |
163 |
152 |
148 |
148 |
121 |
117 |
115 |
111 |
при перегонке 90% |
223 |
223 |
222 |
221 |
220 |
215 |
195 |
191 |
191 |
180 |
178 |
176 |
173 |
Температура вспышки в закрытом тигле, оС |
35 |
33 |
30 |
29 |
26 |
22 |
Проведение анализа опасно |
||||||
Плотность при 20оС, кг/м3 |
789,5 |
789,1 |
788,7 |
788,2 |
787,6 |
786,9 |
785,1 |
774,3 |
785,5 |
785,1 |
756,4 |
755,8 |
754,7 |
Кинематическая вязкость при 20оС, |
1,501 |
1,484 |
1,467 |
1,451 |
1,442 |
1,434 |
1,401 |
1,414 |
1,411 |
1,401 |
0,629 |
0,59 |
0,559 |
Концентрация фактических смол, мг/100 см3 топлива |
0,384 |
0,383 |
0,381 |
0,379 |
0,376 |
0,371 |
0,369 |
0,344 |
0,325 |
0,301 |
0,258 |
0,243 |
0,235 |
Содержание, % мас.: |
|
||||||||||||
общей серы |
0,068 |
0,068 |
0,067 |
0,066 |
0,066 |
0,065 |
0,060 |
0,045 |
0,038 |
0,035 |
0,034 |
0,033 |
0,032 |
ароматических углеводородов |
16,0 |
16,2 |
16,4 |
16,6 |
16,8 |
17,0 |
17,4 |
18,6 |
19,4 |
20,2 |
21,0 |
21,6 |
22,0 |
Давление насыщенных паров, кПа |
21,4 |
21,6 |
23,1 |
23,3 |
23,9 |
26,4 |
28,6 |
35,8 |
38,7 |
40,5 |
41,9 |
42,2 |
43,6 |
Высота некоптящего пламени, мм |
26 |
28 |
30 |
36 |
40 |
48 |
Проведение анализа опасно |
Таблица 3 – Результаты лабораторных исследований физико-химических свойств различных смесей нефтепродуктов ТС-1 и АИ-95
На основании проделанной работы были сделаны следующие выводы:
-
На Сызранской НПЗ при последовательной транспортировки нефтепродуктов в зоне контактов двух продуктов происходит смешение, что негативно сказывается на качестве продукта.
-
В связи с этим был предложен способ, который обеспечивает возможность последовательной перекачки различных типов нефтепродуктов с высоким уровнем качества, поскольку материал буферной подушки генетически подобен материалу транспортируемых нефтепродуктов.
-
Добавление бензина АИ-95 к авиакеросину ТС-1 в количестве до 5% мас. не снижает качество авиакеросина, а добавление до 3% мас. вовсе не отражается на качестве авиакеросина.
-
Использование буферного продукта не является дорогостоящим мероприятием, а требует только одного или двух свободных резервуаров для введения предполагаемого объема буферной жидкости в зону контакта транспортируемых нефтепродуктов.
-
Данный способ особенно эффективен при использовании продукта с повышенными требованиями к качеству как было использовано в данной работе авиационный керосин (ТС-1).
Литература:
-
Исмайылов, Г.Г. О влиянии смешения разносортных нефтепродуктов на их реологические и физико-химические свойства / Исмайылов Г.Г., Нуруллаев В.Х., Келова И.Н., Нурмамедова Р.Г. // Международная научно-практическая конференция. Проблемы инновационного развития нефтегазовой индустрии. — Алматы: КБТУ, 2013. — С. 21-27.
-
Томина Н.Н. Методы очистки нефтяных фракций: учебное пособие / Н.Н. Томина, Н.М. Максимов, А.А. Пимерзин. – Самара: Самар.гос.техн.ун-т, 2014. – 293 с.
-
Крец В.Г. Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ / Крец В.Г., Шадрина А.В., Антропова Н.А. Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ, 2012. – 386 с.
-
Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов: Учебник для вузов / А. А. Коршак, А. М. Нечваль; Под ред. А. А. Коршака.– СПб.: Недра, 2016.– 488 с.
-
Колибаба, О. Б. Основы проектирования и эксплуатации систем газораспределения и газопотребления: учеб. пособие/О.Б. Колибаба, В.Ф. Никишов, М.Ю. Ометова.- СПб.: Издательство «Лань», 2013.-208 с