Насосные станции

Перекачивающие насосные станции являются самым сложным комплексом сооружений магистрального трубопровода. Различают головные и промежуточные насосные станции. Головную перекачивающую станцию размещают на начальном участке трубопровода в головной части магистрали, т.е. в районе нефтяных промыслов или нефтеперерабатывающего завода.

Промежуточные станции предназначены для дополнительного подъема давления жидкости. Они располагаются по длине трубопровода по возможности на равных расстояниях с учетом равномерного распределения давления по всем станциям трубопровода. С экономической точки зрения промежуточные станции стремятся размещать возможно ближе к населенным пунктам, железным и шоссейным дорогам, источникам электроснабжения и водоснабжения, а головные станции — на площадках нефтеперерабатывающих заводов и установок подготовки нефти, а также вблизи резервуарных парков с использованием их объема.

Принцип действия насосной станции следующий. Продукция, подлежащая перекачке, принимается в резервуар, откуда через теплообменники (или минуя их) направляется на прием насосов, а затем в магистральный трубопровод. Работа насосных станций полностью автоматизирована и телемеханизирована.

Система хранения нефти

Для сбора, хранения и учета нефти и нефтепродуктов на нефтепромыслах, нефтеперерабатывающих заводах, нефтебазах и станциях магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов служат резервуары — сосуды разнообразной формы и размеров из различных материалов.

По назначению эти сосуды подразделяются на резервуары для хранения нефти, светлых и темных нефтепродуктов; по материалу — на металлические и неметаллические. Металлические резервуары сооружают преимущественно из стали. К неметаллическим резервуарам относятся в основном железобетонные резервуары.

По схеме установки резервуары делятся:

• на наземные, у которых днище находится на уровне или выше наинизшей отметки прилегающей площадки;

• на подземные, когда наивысший уровень жидкости в резервуаре находится ниже наинизшей отметки прилегающей площадки не менее чем на 0,2 м.

Резервуары сооружают различных объемов от 100 до 120000 м³.

Для хранения светлых нефтепродуктов применяют преимущественно стальные резервуары, а также железобетонные с внутренним покрытием облицовкой из листов стали или неметаллическими изоляциями, стойкими к воздействию нефтепродуктов. Для хранения больших количеств нефти и темных нефтепродуктов рекомендуется применять в основном железобетонные резервуары. Смазочные масла, как правило, хранят в стальных резервуарах. Однотипные резервуары, объединенные трубопроводными коммуникациями, называются резервуарным парком. Выбор конкретного способа хранения нефти зависит от качества углеводородов, технологического процесса, целей хранения, внешних условий.

Переработка нефти

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов с примесью других органических веществ.

Нефтепереработка ― это совокупность технологий получения товарной продукции из сырой нефти. Основными продуктами нефтепереработки являются бензин, керосин, смазочные масла, парафин, вазелин, битум.

Основные технологические процессы переработки нефти состоят из следующих операций:

1) обезвоживания и обессоливания;

2) стабилизации;

3) прямой и вакуумной перегонки;

4) деструктивной переработки;

5) очистки светлых продуктов и масел.

Назначение этих операций следующее:

Обезвоживание и обессоливание. Добытая из недр земли нефть обычно содержит сильно минерализованную буровую воду, количество которой составляет несколько десятков процентов. Транспортировка такой нефти невыгодна и связана с потерями.

Стабилизация. Добываемая нефть всегда содержит растворенные газы — метан и др. При транспортировке нефти эти газы улетучиваются, увлекая с собой углеводороды. Перед дальней транспортировкой сырую нефть освобождают от газов разными способами, в том числе нагреванием.

Первые две операции подготовки сырой нефти к транспортировке по трубопроводу на дальние расстояния могут проводиться как на месте добычи, так и на нефтеперерабатывающем заводе. Основные фазы нефтепереработки, осуществляемые на нефтеперерабатывающем заводе, представлены на рис. 2.15.

Перегонка нефти. Она может осуществляться при давлении близком к атмосферному (прямая перегонка), или под вакуумом (вакуумная перегонка). В результате перегонки получают товарные продукты, например мазут, и полуфабрикаты для дальнейшей переработки.

Деструктивная переработка включает различные виды переработки, важнейшими из которых являются термический и каталитический крекинги. Первый представляет собой реакции разложения нефти при ее нагревании, сопровождающиеся отщеплением водорода и преобразованием строения сложных молекул. Одновременно с образованием газообразных и легколетучих продуктов (бензина и керосина) происходит новообразование веществ малолетучих и более вязких. В настоящее время в основном проводится каталитический крекинг с использованием искусственных алюмосиликатных или магнийсиликатных катализаторов.

Рис. 2.15. Основные этапы нефтепереработки на нефтеперерабатывающих заводах

Крекинг — это физический процесс разделения нефти на фракции разной плотности. Результатом крекинга являются такие фракции как керосин — самая легкая фракция, которая используется в авиации; бензин, дизельное топливо, затем мазут (топочное топливо); последние фракции крекинга — асфальт и битум.

На современных нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) крекинг представляет собой первую стадию переработки. Вторая стадия переработки называется тоже английским словом — риформинг. Риформинг — это химический процесс трансформации первичных продуктов нефтепереработки, т. е. продуктов крекинга, в более сложные органические соединения.

Далее следует процесс очистки полученных товарных продуктов.

В технологическом цикле до переработки есть только один продукт — нефть, после переработки много продуктов — от бензина до пластмасс. Соответственно, сырую нефть транспортировать экономически более целесообразно, поэтому переработка обычно географически отделена от места добычи.

В настоящее время разработаны десятки технологий получения товарных продуктов. Разнообразие технологий связано с новыми разработками в области физико-химических процессов, применением новых катализаторов и совершенствованием конструкции оборудования. Развитие технологического прогресса в области нефтепереработки инициируется не только достижениями фундаментальной и прикладной науки, но и изменениями рыночного спроса. В последние 10―15 лет снижается потребность в остаточных топливах, вместе с тем повышаются требования к качеству моторного топлива, которое определяется низким содержанием серы и других примесей, растет потребность в дизельном и реактивном топливе, сжиженном нефтяном газе и других продуктах, использующихся в нефтехимии.

За этот же период произошли заметные технологические сдвиги в структуре мировой нефтеперерабатывающей промышленности. Значительно возросла доля углубляющих и облагораживающих процессов переработки, в результате чего значительно увеличился выход наиболее ценных высококачественных нефтепродуктов.

Кроме того, в последнее время достигнут значительный прогресс в энергосбережении на НПЗ. Многие компании применяют интегрированный подход к сбережению энергии и водорода ― так называемые «пинч-технологии», т.е. технологии оптимизации энергозатрат.