Последовательная перекачка нефти

Содержание

 

Введение                                                                                           3

1 Последовательная перекачка  нефти                                             5

2. Технологический расчет магистрального нефтепровода         14

3. Охрана окружающей среды  при транспортировке нефти       25

Заключение                                                                                     30

Список использованной литературы                                            31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Топливно-энергетический комплекс России представляет совокупность энергетических систем: газо-, угле-, нефтеснабжения, нефтепродуктообеспечения, электроэнергетики и др. Каждая из этих систем состоит из взаимосвязанных отдельных технологических процессов, управляемых и контролируемых человеком и предназначенных для транспорта, хранения, перевалки и распределения среди потребителей соответствующих энергоресурсов: нефти, нефтепродуктов, газа, угля, электроэнергии и т.д.

Система магистральных нефтепроводов  на территории бывшего СССР сформировалась в особых условиях размещения пунктов  добычи и переработки нефти. Известно, что с экономической точки  зрения трубопроводный транспорт является наиболее выгодным по сравнению с  другими видами транспортировки  нефти.

Рассматривая систему  трубопроводного транспорта нефти (нефтеснабжения), следует отметить, что ей присущи основные особенности, характерные для больших систем энергетики. К ним относятся взаимосвязь  с другими отраслями промышленности, территориальная распределенность, сложность, непрерывность развития и обновления, инерционность и  непрерывность функционирования, многоцелевой характер и неравномерность процессов  приема и сдачи нефти.

На современном этапе  при проектировании систем трубопроводного  транспорта нефти необходимо обеспечивать техническую осуществимость в сочетании  с передовыми технологиями, экологическую  безопасность и экономическую эффективность, а также высокую надежность при  эксплуатации, что требует, в свою очередь, высококвалифицированных  специалистов в области проектирования, сооружения и эксплуатации магистральных  нефтепроводов и хранилищ.

Активное развитие трубопроводного  транспорта в России началось в конце 1950-х годов. В 2008 году трубопроводным транспортом было перевезено 488 млн тонн нефти и нефтепродуктов, данный показатель увеличился в сравнении с 2000 годом на 53 %. Грузооборот трубопроводного транспорта в части нефти и нефтепродуктов в 2008 году составил 1,1 трлн тонно-километров, увеличившись в сравнении с 2000 годом на 49 %.

Длина магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов на 2008 год  составляла 63 тыс. км, увеличившись в  сравнении с 2000 годом на 2 тыс. км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Последовательная перекачка нефти

Последовательная перекачка  нефти и нефтепродуктов позволяет  увеличить коэффициент использования  трубопроводов и снизить себестоимость  перекачки. Но при последовательной перекачке в месте - контакта последовательно  движущихся жидкостей происходит их смешение. Физико-химические свойства образующейся смеси отличаются от свойств  перекачиваемых нефтепродуктов. Последовательная перекачка нефтей и нефтепродуктов при всех своих достоинствах - увеличение коэффициента использования магистральных трубопроводов, снижение себестоимости перекачки и др. - имеет существенные недостатки, связанные с образованием смеси в зонах контакта разносортных жидкостей. Последовательная перекачка нефти и нефтепродуктов позволяет увеличить коэффициент использования трубопроводов и снизить себестоимость перекачки. Но при последовательной перекачке в месте контакта последовательно движущихся жидкостей происходит их смешение. Физико-химические свойства образующейся смеси отличаются от свойств перекачиваемых нефтепродуктов.

Метод последовательной перекачки  нефтей и нефтепродуктов заключается  в том, что различные по качеству углеводородные жидкости отдельными партиями определенных объемов перекачиваются по одному трубопроводу. При этом достигается  максимально возможное использование  пропускной способности трубопровода и освобождаются другие виды транспорта ( железнодорожный, водный, автомобильный) от параллельных перевозок нефтей и  нефтепродуктов.

Применение последовательной перекачки нефтей и нефтепродуктов позволяет использовать трубопровод  большого диаметра при меньшей себестоимости  транспорта. Раздельное поступление  нефтей на переработку приводит к  значительному удешевлению их переработки, что позволяет компенсировать дополнительные затраты на организацию последовательной перекачки. Метод последовательной перекачки нефтей и нефтепродуктов заключается в том, что различные по качеству углеводородные жидкости отдельными партиями определенных объемов перекачивают по одному трубопроводу. При этом достигается максимально возможное использование пропускной способности трубопровода и освобождаются другие виды транспорта ( железнодорожный, водный, автомобильный) от параллельных перевозок нефтей и нефтепродуктов. Метод последовательной перекачки нефтей и нефтепродуктов заключается в том, что различные по качеству углеводородные жидкости отдельными партиями определенных объемов перекачиваются по одному трубопроводу. При этом достигается максимально возможное использование пропускной способности трубопровода и освобождаются другие виды транспорта ( железнодорожный, водный, автомобильный) от параллельных перевозок нефтей и нефтепродуктов. При последовательной перекачке нефтей для улучшения процесса вытеснения высоковязкой нефти маловязкой можно в концевой объем высоковязкой жидкости вносить добавки, значительно уменьшающие ее вязкость.  Общий вид резервуарного парка.

При последовательной перекачке  нефти или при наличии узлов  смещения резервуарные парки служат для накопления отдельных сортов нефти или нефтепродуктов. При  последовательной перекачке нефтей по магистральным трубопроводам  благодаря конвективной диффузии в  зоне контакта различных потоков, а  также вследствии массообменных  явлений между пристенными отложениями высоко-молекулярных (смолисто-парафинистых) соединений и потоком нефти происходит интенсивное образование смеси. В зависимости от сортов контактируемых нефтей количество образующейся смеси (нестандартной продукции) может достигать размеров, равных нескольким объемам трубопровода. В связи с этим последовательная перекачка нефтей прямым контактированием является весьма нерентабельной.

При последовательной перекачке  нефтей применяются манжетные разделители  с манжетами из полиэтилена. Диаметр  и форма манжет подобраны таким образом, что между ними и стенкой трубы остается пленка нефти и они работают в зоне полужидкостного трения, что позволяет существенно уменьшить износ манжет. Близстоящее время применяют манжетные разделители подобного типа диаметром 500 - 1200 мм. Использование разделителей при последовательной перекачке сырых и обессоленных нефтей позволяет уменьшить в 5 раз ( с 15 до 3 % объема нефтепровода) количество потерь обессоленной нефти.

Поэтому сущность последовательной перекачки нефтей прямым контактированием состоит в том, что разносортные нефти, объединенные в отдельные  партии по несколько тысяч или  десятков тысяч тонн каждая, закачивают в трубопровод последовательно, одну за другой, и транспортируют так  до самого потребителя. При этом каждая партия нефти вытесняет предыдущую и в свою очередь вытесняется  последующей. Получается так, что нефтепровод  по всей своей протяженности заполнен партиями различных нефтей, вытянутых  в цепочку и контактирующих друг с другом в местах, где кончается  одна партия и начинается другая. При организации последовательной перекачки нефтей или нефтепродуктов по одному трубопроводу должны соблюдаться требования к сохранению качества нефтетоваров в соответствии с установленными техническими нормами. Число циклов последовательной перекачки нефтей и нефтепродуктов определяется соответствующими технико-экономическими расчетами. последовательный перекачка нефть трубопровод

Наиболее часто применяется  последовательная перекачка нефти  и нефтепродуктов с применением  разделителей. Применяют два вида разделителей - жидкостные и механические.

Представляет практический интерес последовательная перекачка  нефти с различным содержанием  серы, воды и механических примесей. Последовательная перекачка нефтеи с различным содержанием солей, механических примесей или воды обычно имеет ряд отличий от последовательной перекачки таких нефтепродуктов, как бензины и дизельные топлива, обусловленных меньшими числами Рейнольдса, возможностью образования отложений солей, воды или - механических примесей на стенках труб при перекачке одной из нефтеи и смыва этих отложений при перекачке другой нефти.

Особенности гидравлического  расчета последовательной перекачки  нефтей связаны с тем, что в  трубопроводе находится одновременно несколько нефтей с различными плотностями и вязкостями. По этой причине параметры работы отдельных участков нефтепровода постепенно изменяются. Если отличия плотности и вязкости нефтей незначительны, то движение партий практически не сказывается на гидравлических характеристиках трубопроводной системы. Если же эти отличия велики, то в нефтепроводе могут возникать осложнения, связанные с уменьшением КПД работы перекачивающих агрегатов, возникновением волн давления при прохождении партий через перекачивающие станции, появлением или исчезновением самотечных участков, а также с необходимостью регулирования работы насосов для поддержания минимально допустимых подпоров перед станциями и предотвращения перегрузок в линиях нагнетания.  Механические разделители.| Устройство для запуска и приема сферических разделителей. Количество смеси при последовательной перекачке нефтей обычно бывает несколько увеличенным но сравнению с количеством смеси при перекачке светлых нефтепродуктов вследствие большой вязкости нефтей и увеличенного эффективного коэффициента диффузии. При последовательной перекачке нефтей с разным содержанием воды, а также механических примесей или солей объем смеси дополнительно увеличивается из-за смывания солей, отложений или механических примесей со стенок трубопровода партией нефти с меньшим содержанием этих примесей. Например, при последовательной перекачке обессоленной и сырой нефтей головная часть партии обессоленной нефти будет насыщаться солями, смываемыми со стенок трубопровода, где они скопливаються в период прохождения партии сырой нефти.

В работе рассмотрены вопросы  последовательной перекачки разносортных нефтей и нефтепродуктов, способы  трубопроводного транспорта высоковязких нефтей, совместная перекачка жидкостей  и газов, а также трубопроводный транспорт твердых и сыпучих  материалов. Наиболее эффективная эксплуатация трубопроводов при последовательной перекачке нефтей и нефтепродуктов возможна при соблюдении организационных и технологических мероприятий по контролю, уменьшению и использованию смеси на основе технико-экономического анализа работы каждого конкретного нефтепровода. При транспортировании по магистральным нефтепроводам допускается последовательная перекачка нефтей различной степени подготовки в соответствии с нормами и требованиями по последовательной перекачке нефти. Рефрактометрический метод можно рекомендовать для контроля последовательной перекачки нефтей, незначительно различающихся между собой по удельному весу, но с разными коэффициентамм лучепреломления.

В практике отечественных  магистральных трубопроводов при  последовательной перекачке нефтей и нефтепродуктов применяются механические разделители нефтей и нефтепродуктов нескольких конструкций. На трассе трубопровода, по которому осуществляется последовательная перекачка нефтей или нефтепродуктов, могут существовать самотечные участки. На этих участках поток лишь частично заполняет сечение трубы, поэтому  жидкости перемешиваются иначе, чем  в заполненной части трубопровода вследствие перестройки профиля  скорости, изменения интенсивности  турбулентности и процессов растекания. Плохая техническая оснащенность и  неподготовленность к организации  последовательной перекачки разносортных нефтей и нефтепродуктов по одному трубопроводу негативно сказались  и на загрузке трубопроводов.

На основании опыта  эксплуатации трубопроводов, предназначенных  для последовательной перекачки  нефтей или нефтепродуктов, максимальная скорость потока не превышает 2 м / сек. Таким образом, рекомендуемые скорости при последовательной перекачке различных нефтей и нефтепродуктов находятся в диапазоне 0 6 - 5 - 2 м / сек. При последовательной перекачке по соответствующим формулам можно определять и оптимальную скорость перекачки, которая находится минимизацией затрат на перекачку и смесеобразование. При установленном постоянном режиме работы насосных станций в ходе последовательной перекачки нефтей или нефтепродуктов, имеющих различные плотности или вязкости, меняются расход и давление по всему трубопроводу. Изменения происходят по мере засорения трубопровода, а также при образовании в нем воздушных мешков. Например, при последовательной перекачке нефтепродуктов с сильно отличающимися плотностью и вязкостью изменения давления на границе раздела жидкостей, когда она находится в середине трубопровода, достигают 1 5 МПа, а при перекачке нефтей эти изменения доходят до 0 5 - 0 8 МПа. Поэтому необходимо регулирование, обеспечивающее изменение давления на приеме и нагнетании, а также подачи насосной станции в соответствии с режимом работы трубопроводов. Методы регулирования определяются в каждом конкретном случае в зависимости от назначения трубопровода и режима его работы. Иногда целесообразно вести ступенчатое регулирование изменением числа работающих насосных агрегатов. Если насосы имеют разное число рабочих колес, то регулирование системы осуществляется главным образом путем планового изменения заданной подачи при перекачке или изменении режима в связи с аварийным отключением насосных и отдельных агрегатов.

При установленном постоянном режиме работы насосных станций в  ходе последовательной перекачки нефтей или нефтепродуктов, имеющих различные  плотности или вязкости, меняются расход и давление вдоль всего  трубопровода. Изменения происходят по мере засорения трубопровода, а  также при образовании в нем  воздушных мешков.