Переработка нефти

В состав У-200 входит следующее оборудование и технологические процессы, используемые для подготовки добываемой нефти к транспортировке:

      3-х ступенчатая система сепарации нефти и газа (F-201, F-202, F-203);

      система обессоливания;

      3-х ступенчатое компримирование сырого газа;

      отпарка УВ конденсата;

      стабилизация нефти;

      блок очистки пластовой воды;

      блок закачки химреагентов.

Для получения стабильного конденсата на У-200 применяют оба метода стабилизации: многоступенчатая дегазация (сепарация) и ректификация.

Технологическая схема Завода Второго Поколения ТШО приведена в графическом разделе, рисунок 1:

1) Нефть, содержащая попутный газ, подается по трубопроводу с Промысла на Завод Второго Поколения непосредственно во входной сепаратор высокого давления F-201. Сепаратор рассчитан на рабочее давление 68-69 бар.изб и температуру сырья на входе 50-80oC (70-80 oC – при нормальных рабочих расходах; 50 oC – при работе со сниженной производительностью). Данный сепаратор представляет собой горизонтальный аппарат, предназначенный для двухфазного разделения (на газ и жидкость) поступающей с Промысла нефти. Поток сырого газа высокого давления, выходящий из сепаратора F-201, является сырьем для установки 300, где он проходит осушку перед отправкой его на объект ЗСГ для закачки в пласт, и/или где в процессе аминоочистки от него отделяется сероводород, прежде чем он будет подан на У-700 для разделения на фракции. Нефть, содержащая кислые компоненты, из сепаратора F-201 далее подвергается сепарации в сепараторе среднего давления – F-202.

2) Нефть из входного сепаратора F-201 направляется во входной нагреватель E-201. Нагреватель Е-201 состоит из двух параллельных аппаратов производительностью 50% каждый. Нагреватель предназначен для подогрева потока сырья с 50 oC до 70 oC горячей стабилизированной нефтью (136 oC), которая предварительно прошла через теплообменники Е-206 A-D, подогревающие поток сырья для колонны D-202.

3) Далее подогретая нефть подается в сепаратор среднего давления F-202. Сепаратор предназначен для разделения нефти, газа и воды на три отдельных потока: сырой газ, нефть (жидкие УВ) и кислую (пластовую) воду. Отделенный от нефти газ подается на 3-ю ступень двух параллельных ниток компримирования – в верхнюю секцию сборников F-206/220 компрессоров GC-201/202. Пластовая вода, отделенная от потока нефти выводится в блок PU-203 для ее дальнейшей очистки, а затем на установку очистки кислой воды (У-800). Рабочее давление в сепараторе F-202 – 24.2 бар.изб.

4) Из сепаратора среднего давления F-202 направляется в сепаратор низкого давления F-203. Сепаратор F-203 предназначен для отделения от нефти остаточной воды и газа. Сепаратор F-203 рассчитан на работу при следующих условиях: 15 бар изб. и 100 oC. Отделенный газ подается на 2-ю ступень компрессоров в приемные сепараторы F-205/219.

5) Согласно существующей схеме технологических потоков, нефть из сепаратора НД F-203 подается в нижнюю секцию обессоливателя F-209. Обессоливатель имеет в диаметре примерно 3.0 м и в длину – 26.5 м. Обессоливатель рассчитан на рабочее давление 26-38.5 бар.изб. при температуре 100 oC. Нормальная рабочая температура поддерживается в диапазоне 70-80 oC.  В процессе обессоливания промывочная вода смешивается с нефтью, после которого образуются мелкие капли воды. В контакте с водой, диспергированной в нефти, разбавляется концентрация солей. В качестве промывочной воды используют воду из сепараторов системы компримирования газа. Далее в электростатическом поле, создаваемом сетками электродов, происходит коалесценция капель воды и они отделяются от нефти под действием силы тяжести, образуя слой воды на дне обессоливателя F-209. 

6) Обессоленная нефть далее направляется в колонну стабилизации, но переде подачей ее в колонну нефть разделяется на два потока: один поток (≈65%) предварительно нагревается горячей стабилизированной нефтью в теплообменниках Е-206 и подается на тарелку 22, а остальной поток обессоленной нефти подается непосредственно на верхнюю тарелку D-202.

Теплообменники Е-206 А-D имеют 4 отдельных корпуса, в которых добываемая нефть нагревается с 70-80 oC до 163 oC.

7) Далее нефть направляется в колонну стабилизации D-202. Более подробное описание оборудования приведено в главе 1.5. «Описание основного оборудования ».

8) После колонны стабилизации, стабилизированная нефть пропускается последовательно через теплообменники E-206, служащий для подогрева потока сырья колонны стабилизации D-202, а затем – через нагреватель входного потока Е-201, где она нагревает нефть перед подачей ее в сепаратор в среднего давления F-202. После этого стабилизированная нефть подается в аэрохолодильник ЕА-203, где она охлаждается до 50oC. В связи с возможностью экстремальных температур окружающей среды, для охлаждения стабилизированной нефти выбран аэрохолодильник с оребренными трубами и закрытой камерой, чтобы обеспечить температуру рециркулируемого воздуха в пределах 15-20 oC.

9) После охлаждения, кондиционная нефть направляется в резервуарный поток нефти или на налив в железнодорожные цистерны или на экспорт в трубопровод КТК.

10) Компримирование сырого газа – компрессоры GC-201-1/2/3 и GC-202-1/2/3.

Система компримирования сырого газа состоит из двух параллельных 3-ступенчатых центробежных компрессоров, предназначенных для сжатия сырого газа, поступающего от сепаратора СД F-202 и НД F-203 и стабилизационной колонны нефти D-202 и для подачи его на установку 300 для переработки и на ЗСГ для закачки в пласт. Обе нитки компрессоров идентичны и каждая из них рассчитана на 50% от общей расчетной производительности по газу. Первая и вторая ступень компрессоров предназначена для газа НД, третья ступень – для газа ВД.

Расчетные условия эксплуатации приемных сепараторов в системе компримирования:

      1-я ступень (F-204/218) – 10 бар.изб и 140oC;

      2-я ступень (F-205/219) – 15 бар.изб и 130oC;

      3-я ступень (F-206/220) – 40 бар.изб и 150oC.

11) Блок очистки пластовой (кислой) воды – PU-203.

Кислая вода с высоким содержанием растворенных солей, отделенная от нефти в сепараторе среднего давления F-202, очищается от увлеченной нефти и растворенного газа в блоке очистки пластовой воды PU-203. Из-за высокого перепада давления ( с 24.2 бар.изб в F-202 до 5-8 бар.изб на входе в F-226) для отделения нефти от воды была выбрана система, в которой используется коагулирующий фильтр F-224 и гидроциклон F-225. В фильтре F-224 происходит увеличение размера капель нефти, что способствует более эффективному их отделению в гидроциклоне F-225. Фильтр-гидроциклон F-225 состоит из множества минициклонов, в которых используется давление для разделения водной и нефтяной фаз. В гидроциклоне вода, содержащая увлеченную нефть, через устройство тангенциального ввода с высокой скоростью подается в вихревую камеру, в которой капли нефти под действием центростремительных сил собираются в центре. Очищенная вода  под действием центробежных сил выходит через нижний патрубок каждой секции гидроциклона и собирается в нижней части гидроциклона. Нефть в центре камеры меняет направление своего движения на противоположное и выходит из камеры через верхний патрубок, а затем поступает в верхнюю часть аппарата F-225.

1.5 Описание основного оборудования.

Колонна стабилизации нефти D-202.

Колонна стабилизации нефти D-202 предназначена, в первую очередь, для обеспечения требованиям  ТУ на стабилизированную нефть по давлению насыщенных паров нефти и содержанию H2S.

Кроме того в колонне стабилизации производится удаление метил- и этилмеркаптанов из нефти перед ее откачкой в резервуарный парк нефти (РПН) или на экспорт – в трубопровод КТК. Конструкция и рабочие параметры колонны рассчитаны на обеспечение остаточной концентрации метил- и этилмеркаптанов в экспортируемой нефти не более 20 млн-1 вес. согласно ТУ в продукте колонны D-202. 

Колонна стабилизации D-202 ( рисунок 2. Сборочный чертеж оборудования, Графический раздел) представляет собой отпарную колонну, оборудованную 40 клапанными тарелками (тарелки 1-40 – проходные; 41-я – сборно-распределительная), с 4 вертикальными рибойлерами Е-208 A/B/C/D. Диаметр верхней секции колонны D-202 – 5.3 м., нижней секции – 7.1 м. По проекту колонна D-202 рассчитана на работу при 5.0 бар изб. и 244oC.

Поддержание необходимой температуры в кубе колонны осуществляется за счет рибойлеров ЕА-208 A/B/C/D, в которых испаряется часть УВ, поступающих с нижних тарелок, образуя отдувочный газ для колонны. Рибойлеры ЕА-208 A/B/C/D представляют собой теплообменники термосифонного типа с плавающей распределительной камерой. Вспомогательные рибойлеры Е-218 A/B представляет собой стандартного типа кожухотрубные теплообменники, на которые подается боковой поток с нагнетания насосов товарной нефти G-209 A/B. Рибойлеры обвязаны параллельно. В рибойлеры подается пар среднего давления (35 бар.изб). Во вспомогательные рибойлеры Е-218 A/B ( в трубное пространство) стабилизированная нефть подается по линиям, врезанным перед клапанами-регуляторами насоса G-209. Пар поступает в межтрубное пространство. Пар среднего давления, проходящий через теплообменник в противоположном направлении, нагревает нефть до требуемой температуры (239oC).

Давление в верхней части колонны поддерживается посредством регулирования расхода сырого газа, отходящего из колонны и подаваемого на вход газовых компрессоров 1-ой ступени GC-201-1/202-1, который, в свою очередь, завязан с регулятором распределения нагрузки между двумя компрессорами.

II.                 Расчетный раздел.

2.1.           Материальный баланс установки.

Таблица 2. Материальный баланс установки стабилизации D-202.