Особенности транспортировки быстрозастывающих и высоковязких нефтей и нефтепродуктов по магистральным нефтепроводам
|
Введение 9
1 Теоретическая часть 11
1.1 Классификация методов перекачки 11
1.2 Гидроперекачка 13
1.3 Перекачка с предварительным улучшением реологических свойств нефтей за счет
механического воздействия 19
1.4 Перекачка высоковязких нефтей в смеси с жидкими углеводородными разбавителями 21
1.4.1 Проектирование трубопроводов для перекачки высоковязких нефтей с разбавителем ... 22
1.4.2 Выбор концентрации разбавителя для улучшения показателей работы действующих
нефтепроводов 24
1.4.3 Вытеснение из трубопровода маловязкой жидкостью высоковязкой нефти 25
1.5 Перекачка термически обработанных нефтей 28
1.6 Перекачка высокозастывающих парафинистых нефтей с депрессорными присадками 35
1.7 Перекачка нефти с подогревом 37
1.8 Оборудование насосных и тепловых станций 40
2 Технология перекачки нефти 44
2.1 Технология заполнения трубопровода высоковязкой нефтью 44
2.2 Особенности последовательной перекачки нефтей 47
и нефтепродуктов 47
2.3 Остановка перекачки 49
3 Расчет вытеснения из трубопровода маловязкой жидкостью высоковязкой нефти 51
4 Предпроектный анализ 58
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 58
4.1.1 SWOT-анализ 59
4.1.2 Оценка готовности проекта к коммерциализации 61
4.2 Планирование управления научно-техническим проектом
4.2.2 Расчёт сметы затрат 66
4.2.3 Расчет затрат времени, труда, заработной платы, материалов и оборудования 68
4.2.4 Расчет трудозатрат 72
4.3 Контроль качества 76
5 Социальная ответственность при эксплуатации нефтепроводов транспортирующих высоковязкие
нефти 80
5.1 Производственная безопасность 81
5.2 Экологическая безопасность 86
5.2.1 Вредные воздействия на окружающую среду и мероприятия по их снижению 86
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 90
5.4 Расчет ущерба почве при проколе трубопровода 92
5.4.1 Оценка факторов, определяющих величину ущерба окружающей природной среде при
авариях на нефтепроводах 96
5.4.2 Оценка степень загрязнения окружающей среды 100
5.4.2.1. Оценка степени загрязнения земель 100
5.4.3 Оценка ущерба окружающей природной среде, подлежащего компенсации, от загрязнения
земель 101
6 Заключение 102
Список использованной литературы
1 Теоретическая часть 11
1.1 Классификация методов перекачки 11
1.2 Гидроперекачка 13
1.3 Перекачка с предварительным улучшением реологических свойств нефтей за счет
механического воздействия 19
1.4 Перекачка высоковязких нефтей в смеси с жидкими углеводородными разбавителями 21
1.4.1 Проектирование трубопроводов для перекачки высоковязких нефтей с разбавителем ... 22
1.4.2 Выбор концентрации разбавителя для улучшения показателей работы действующих
нефтепроводов 24
1.4.3 Вытеснение из трубопровода маловязкой жидкостью высоковязкой нефти 25
1.5 Перекачка термически обработанных нефтей 28
1.6 Перекачка высокозастывающих парафинистых нефтей с депрессорными присадками 35
1.7 Перекачка нефти с подогревом 37
1.8 Оборудование насосных и тепловых станций 40
2 Технология перекачки нефти 44
2.1 Технология заполнения трубопровода высоковязкой нефтью 44
2.2 Особенности последовательной перекачки нефтей 47
и нефтепродуктов 47
2.3 Остановка перекачки 49
3 Расчет вытеснения из трубопровода маловязкой жидкостью высоковязкой нефти 51
4 Предпроектный анализ 58
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 58
4.1.1 SWOT-анализ 59
4.1.2 Оценка готовности проекта к коммерциализации 61
4.2 Планирование управления научно-техническим проектом
4.2.2 Расчёт сметы затрат 66
4.2.3 Расчет затрат времени, труда, заработной платы, материалов и оборудования 68
4.2.4 Расчет трудозатрат 72
4.3 Контроль качества 76
5 Социальная ответственность при эксплуатации нефтепроводов транспортирующих высоковязкие
нефти 80
5.1 Производственная безопасность 81
5.2 Экологическая безопасность 86
5.2.1 Вредные воздействия на окружающую среду и мероприятия по их снижению 86
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 90
5.4 Расчет ущерба почве при проколе трубопровода 92
5.4.1 Оценка факторов, определяющих величину ущерба окружающей природной среде при
авариях на нефтепроводах 96
5.4.2 Оценка степень загрязнения окружающей среды 100
5.4.2.1. Оценка степени загрязнения земель 100
5.4.3 Оценка ущерба окружающей природной среде, подлежащего компенсации, от загрязнения
земель 101
6 Заключение 102
Список использованной литературы
Россия обладает одним из крупнейших в мире потенциалов топливноэнергетических ресурсов: прогнозные запасы нефти оцениваются в 44 млрд. т, газа - 127 трлн м .
Эти ресурсы распределены по территории нашей страны крайне неравномерно. Главной сырьевой базой России является Западная Сибирь. Значительны запасы нефти и газа в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции и Урало-Поволжье. Перспективным районом нефтегазодобычи является Восточная Сибирь.
В то же время основные потребители нефти и газа находятся в европейской части страны. Кроме того, Россия является крупным поставщиком энергоресурсов на мировые рынки. Это предопределяет необходимость транспортировки значительных объемов нефти, нефтепродуктов и газа на большие расстояния.
По сравнению с другими видами транспорта трубопроводы обладают неоспоримыми достоинствами:
• они могут быть проложены в любом направлении и на любое расстояние, независимо от ландшафта;
• их работа практически не зависит от внешних условий (состояния погоды, времени года и суток);
• они надежнее других видов транспорта энергоресурсов и в наибольшей степени автоматизированы;
• доставка грузов осуществляется практически круглый год, без холостого пробега, характерного для цистерн и судов, при использовании других видов транспорта.
Кроме того, использование трубопроводов позволяет высвободить железнодорожный и водный транспорт для перевозки других грузов. Поэтому роль трубопроводного транспорта в развитии нашей страны чрезвычайно
велика.
При трубопроводном транспорте высокозастывающей и высоковязкой нефти для обеспечения заданной пропускной способности и избежания застывания нефти при остановке перекачки необходимо использовать специальные технологии перекачки, что в настоящее время вопросы перекачки такой нефти являются актуальными. В данной работе рассматриваются основные способы транспортировки высокозастывающей и высоковязкой нефти в магистральном трубопроводе.
Специальные технологии перекачки разделяют на несколько групп по способам воздействия на транспортируемую жидкость.
К первой группе относятся технологии, не изменяющие реологические свойства перекачиваемой нефти:
• создание внутреннего слоя из маловязкой жидкости (воды с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ), нефти, нефтепродуктов) при помощи механических устройств (спиралей, насадок);
• изменение геометрии внутренней поверхности трубопровода и уменьшение шероховатости;
• последовательная перекачка партий нефти и воды;
• Использование капсул или контейнеров для транспортировки нефтяных систем (в потоках маловязкой жидкости - нефти или в потоке газа).
Во вторую группу входят технологии которые связанные с изменением реологических свойств нефти (предельного напряжения сдвига, вязкости).
Эти технологии разделяются на: физические, физико-химические и химические.
В хронологии сначала был разработан метод транспорта нефти в нагретом состоянии, но в дальнейшем были разработаны технологии такие как гидротранспорт быстрозастывающих нефтей, термообработка и применение углеводородных разбавителей. После появились методы предлагающие использовать химические соединения улучшающие реологические свойства высокопарафинистых нефтей при перекачке депрессоров.
Эти ресурсы распределены по территории нашей страны крайне неравномерно. Главной сырьевой базой России является Западная Сибирь. Значительны запасы нефти и газа в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции и Урало-Поволжье. Перспективным районом нефтегазодобычи является Восточная Сибирь.
В то же время основные потребители нефти и газа находятся в европейской части страны. Кроме того, Россия является крупным поставщиком энергоресурсов на мировые рынки. Это предопределяет необходимость транспортировки значительных объемов нефти, нефтепродуктов и газа на большие расстояния.
По сравнению с другими видами транспорта трубопроводы обладают неоспоримыми достоинствами:
• они могут быть проложены в любом направлении и на любое расстояние, независимо от ландшафта;
• их работа практически не зависит от внешних условий (состояния погоды, времени года и суток);
• они надежнее других видов транспорта энергоресурсов и в наибольшей степени автоматизированы;
• доставка грузов осуществляется практически круглый год, без холостого пробега, характерного для цистерн и судов, при использовании других видов транспорта.
Кроме того, использование трубопроводов позволяет высвободить железнодорожный и водный транспорт для перевозки других грузов. Поэтому роль трубопроводного транспорта в развитии нашей страны чрезвычайно
велика.
При трубопроводном транспорте высокозастывающей и высоковязкой нефти для обеспечения заданной пропускной способности и избежания застывания нефти при остановке перекачки необходимо использовать специальные технологии перекачки, что в настоящее время вопросы перекачки такой нефти являются актуальными. В данной работе рассматриваются основные способы транспортировки высокозастывающей и высоковязкой нефти в магистральном трубопроводе.
Специальные технологии перекачки разделяют на несколько групп по способам воздействия на транспортируемую жидкость.
К первой группе относятся технологии, не изменяющие реологические свойства перекачиваемой нефти:
• создание внутреннего слоя из маловязкой жидкости (воды с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ), нефти, нефтепродуктов) при помощи механических устройств (спиралей, насадок);
• изменение геометрии внутренней поверхности трубопровода и уменьшение шероховатости;
• последовательная перекачка партий нефти и воды;
• Использование капсул или контейнеров для транспортировки нефтяных систем (в потоках маловязкой жидкости - нефти или в потоке газа).
Во вторую группу входят технологии которые связанные с изменением реологических свойств нефти (предельного напряжения сдвига, вязкости).
Эти технологии разделяются на: физические, физико-химические и химические.
В хронологии сначала был разработан метод транспорта нефти в нагретом состоянии, но в дальнейшем были разработаны технологии такие как гидротранспорт быстрозастывающих нефтей, термообработка и применение углеводородных разбавителей. После появились методы предлагающие использовать химические соединения улучшающие реологические свойства высокопарафинистых нефтей при перекачке депрессоров.
Доставка вязких нефтей по магистральным трубопроводам требует использования разных ухищрений для обеспечения нормальных условий перекачки, поскольку температура застывания их высока и возникает опасность застывания в трубе. Среди специальных технологий перекачки таких нефтей, рассмотрели следующие:
1) гидроперекачку;
2) перекачку с предварительным улучшением реологических свойств нефти за счет механического воздействия;
3) перекачку высоковязкой нефти в смеси с жидкими углеводородными разбавителями;
4) перекачку термически обработанных нефтей;
5) перекачку высокозастывающих парафинистых нефтей с депрессорными присадками;
6) перекачку нефти с подогревом.
Технология горячей перекачки, заключающаяся в снижении вязкости и уменьшении гидравлического сопротивления при подогреве нефти, используется на действующих трубопроводах (м-е Узень). Однако, возможно застывание нефти в трубе при остановке перекачки, и, кроме того, затраты на эксплуатацию горячих трубопроводов часто экономически нецелесообразны. Перекачка высоковязких нефтей в смеси с маловязкими разбавителями бывает затруднена из-за отсутствия последних в местах добычи нефти. Тем не менее, при определенных условиях транспортирование разбавителя к месторождению высоковязкой нефти может быть экономически оправдано. Новые возможности открываются в связи с появлением малогабаритных пиролизных установок для разложения (крекинга) части высоковязкой нефти на маловязкие компоненты, с добавкой последних в основную часть высоковязкой нефти. При термической обработке нефтей нагрев их до температуры 90 0С способствует растворению содержащихся в них твердых парафинов.
Дальнейшее охлаждение по заданному режиму обеспечивает построение крупнокристаллической, не связанной пространственной сеткой структуры парафинов. Это приводит к понижению температуры застывания нефти и снижению ее вязкости при определенной температуре. Однако использование этого метода связано с дополнительными затратами на пункты термической обработки, значительной выдержкой по времени при программируемом охлаждении нефти, а также с тем, что не все нефти поддаются термообработке (например, смолистые нефти). В настоящее время для простоты перекачивания высокозастывающих и высоковязких нефтей наиболее чаще используют такие методы: пуск (после остановки перекачки) нефтепровода с применением депрессорных присадок и перекачка нефти с подогревом (применение тепловой изоляции) - это самые перспективные способы перекачки высокозастывающей и высоковязкой нефти по магистральным трубопроводам.
1) гидроперекачку;
2) перекачку с предварительным улучшением реологических свойств нефти за счет механического воздействия;
3) перекачку высоковязкой нефти в смеси с жидкими углеводородными разбавителями;
4) перекачку термически обработанных нефтей;
5) перекачку высокозастывающих парафинистых нефтей с депрессорными присадками;
6) перекачку нефти с подогревом.
Технология горячей перекачки, заключающаяся в снижении вязкости и уменьшении гидравлического сопротивления при подогреве нефти, используется на действующих трубопроводах (м-е Узень). Однако, возможно застывание нефти в трубе при остановке перекачки, и, кроме того, затраты на эксплуатацию горячих трубопроводов часто экономически нецелесообразны. Перекачка высоковязких нефтей в смеси с маловязкими разбавителями бывает затруднена из-за отсутствия последних в местах добычи нефти. Тем не менее, при определенных условиях транспортирование разбавителя к месторождению высоковязкой нефти может быть экономически оправдано. Новые возможности открываются в связи с появлением малогабаритных пиролизных установок для разложения (крекинга) части высоковязкой нефти на маловязкие компоненты, с добавкой последних в основную часть высоковязкой нефти. При термической обработке нефтей нагрев их до температуры 90 0С способствует растворению содержащихся в них твердых парафинов.
Дальнейшее охлаждение по заданному режиму обеспечивает построение крупнокристаллической, не связанной пространственной сеткой структуры парафинов. Это приводит к понижению температуры застывания нефти и снижению ее вязкости при определенной температуре. Однако использование этого метода связано с дополнительными затратами на пункты термической обработки, значительной выдержкой по времени при программируемом охлаждении нефти, а также с тем, что не все нефти поддаются термообработке (например, смолистые нефти). В настоящее время для простоты перекачивания высокозастывающих и высоковязких нефтей наиболее чаще используют такие методы: пуск (после остановки перекачки) нефтепровода с применением депрессорных присадок и перекачка нефти с подогревом (применение тепловой изоляции) - это самые перспективные способы перекачки высокозастывающей и высоковязкой нефти по магистральным трубопроводам.