СПОСОБ КОМПАУНДИРОВАНИЯ НЕФТИ Российский патент 2006 года по МПК G05D11/02 

Изобретение относится к технологическим процессам управляемого смешения нефти и может быть использовано в трубопроводном транспорте при перекачке нефти в смеси в единой системе магистрального транспорта.

Наиболее близким способом к предложенному является способ, раскрытый в патенте RU 2158437. Согласно данному способу потоки высокосернистой и сернистой нефти поступают по трубопроводам в емкость для смешения с сернистой нефтью, после чего поток смешанной нефти подается в общую магистраль для дальнейшей транспортировки ее потребителю. В процессе смешения производят измерение давления потока высокосернистой нефти в трубопроводе, содержание серы в смешанном потоке и плотность этого потока. Результаты измерений сравниваются с заранее заданными предельными значениями. При изменении качественных показателей потока высокосернистой нефти и/или смешанной нефти осуществляется регулирование процессом компаундирования: при превышении показателя концентрации серы в смешанном потоке заданного предельно допустимого значения уменьшают расход потока нефти в трубопроводе высокосернистой нефти. Процесс регулирования производится блоком управления до тех пор, пока процентное содержание серы в смешанном потоке не достигнет заданного значения.

К недостаткам предложенного способа относится то, что в указанном способе:

1. регулятор расхода подачи высокосернистой нефти реагирует на прекращение подачи высокосернистой нефти в смешанный поток после получения сигнала о превышении норм по содержанию серы в смешанном потоке, что может вызвать выход качества за установленные пределы,

2. отсутствует контроль потока сернистой нефти по содержанию серы до пункта смешения с высокосернистой нефтью, следовательно, смешение высокосернистой нефти происходит не в момент, когда есть запас по качеству в сернистом потоке (впадины на графике), обеспечивая «заполнение впадин» и сглаживая неравномерность, нестабильность потока, а непрерывно, то есть с наложением на пики и впадины сернистого потока, тем самым выдерживаются только средние значения нормы по содержанию серы в смешенном потоке, а не равномерно по всему потоку.

Задачей изобретения является обеспечить управляемое смешение высокосернистой нефти с потоком сернистой нефти при заданных предельных значениях выходного (смешенного) потока и устраняя нестабильность, неравномерность смешенного потока, имеющего естественные колебания качества до пункта смешения.

Поставленная задача решается тем, что в способе компаундирования нефти, заключающемся в непрерывном измерении содержания серы в смешанном (выходном) потоке нефти и исходном потоке сернистой нефти и регулировании подачи в него высокосернистой нефти, регулирование осуществляют путем выравнивания колебаний содержания серы в смешанном потоке, для обеспечения требуемого содержания серы в смешанном потоке нефти, при этом предусмотрено дозированное, расчетное включение высокосернистой нефти в поток сернистой, для чего используют подключенный к потоку высокосернистой нефти резервуар или резервуарный парк, где проводят ее накопление и подготовку перед смешением, заключающуюся в измерении содержания серы, при падении содержания серы в смешанном потоке ниже требуемого подают в него порцию высокосернистой нефти, достаточную для обеспечения требуемого содержания серы в смешанном потоке, при этом качество нефти в каждый момент времени пересчитывают, при повышении содержания серы в смешанном потоке выше требуемого прекращают подачу высокосернистой нефти из резервуара или резервуарного парка на смешение, избыточное количество высокосернистого потока направляют в резервуар или резервуарный парк.

Кроме того, при переполнении резервуара или резервуарного парка подают на смешение поток высокосернистой нефти с расходом, равным расходу поступающей в резервуар или резервуарный парк высокосернистой нефти.

Сущность изобретения состоит в следующем.

На фиг.1 изображена схема компаундирования с подключенным резервуаром.

На фиг.2 изображен график временной зависимости серосодержания в потоке.

На фиг.3 изображен график временной зависимости темпа закачки высокосернистой нефти.

Под компаундированием нефти понимается технологический процесс управляемого смешения нефти с целью доведения показателей качества до норм, установленных «Схемой нормальных (технологических) грузопотоков нефти в системе ОАО «АК «Транснефть», ГОСТ Р 51858, и с целью стабилизации значений показателей качества нефти.

Технология процесса компаундирования заключается в управляемом процессе включения (подкачке) подготовленной к компаундированию нефти в транспортный поток, где в данный момент времени в соответствии с конкретной оперативной обстановкой имеется запас качества, представляющий собой величину, равную разности между нормативом, установленным «Схемой нормальных (технологических) грузопотоков нефти», и фактическим показателем качества в текущий момент. Запас по качеству нефти в транспортном потоке после пункта компаундирования должен составлять не менее 5% от нормы.

Модель процесса представлена на примере операции компаундирования в режиме подключенного резервуара к потоку высокосернистой нефти (фиг.1).

В поток 1 сернистой нефти (база компаунда), удельное содержание серы которого испытывает случайные колебания, подкачивают конкретное количество высокосернистой нефти (квант количества) в тот момент, когда содержание серы сернистого потока меньше уставки «Схемы нормальных (технологических) грузопотоков нефти» по данному направлению перекачки. Избыточное количество высокосернистого потока направляется в подключенный резервуарный парк 2, недостающее - забирается из парка. Качество нефти, добираемое из парка, в каждый момент времени пересчитывается.

Процесс компаундирования включает следующие этапы:

- При провале графика серосодержания в потоке 1 (фиг.2) относительно требуемого уровня (первый и второй кванты времени) из парка 2 (фиг.3) берется определенное количество высокосернистой нефти, которое позволяет выровнять содержание серы в смеси. В результате удается включить в поток 1 соответствующее количество высокосернистой нефти без снижения качества смеси и уменьшить запасы высокосернистой нефти в парке 2, освободив емкость для поступления ее очередной порции из потока.

- При содержании серы в потоке 1 (сернистой нефти), превышающем требуемый уровень в смеси (третий квант), отбор высокосернистой нефти из парка 2 прекращается, а пик серосодержания попадает в смесь, качество которой совпадает в этом потоке с качеством нефти в потоке.

- При переполнении парка в среднесернистый поток 1 сбрасывается каждый квант поступающей высокосернистой нефти вне зависимости от величины серосодержания в общем потоке, при опустошении парка каждый следующий квант высокосернистой нефти поступает только в парк 2, в основной поток 1 высокосернистая нефть не сбрасывается.

Пример конкретного выполнения.

Высокосернистая нефть, перед подачей в сернистый поток 1 для последующего смешения, поступает в резервуарный парк 2, где производится ее накопление и подготовка перед смешением, заключающаяся в измерении содержания серы и других физико-химических показателей качества нефти.

На потоке 1 сернистой нефти до и после точки смешения с высокосернистой нефтью (пункта 3 компаундирования) установлены приборы, обеспечивающие непрерывный контроль содержания серы в сернистом потоке и соединенные обратной связью с задвижками, регулирующими объем подачи высокосернистой нефти из резервуарного парка 2.

Схема работает следующим образом.

По показаниям измерения содержания серы в нефти сернистого потока 1 и высокосернистой нефти в резервуарном парке 2 автоматизированная программа производит расчет количества (квант количества) высокосернистой нефти, которое в данный момент может быть подан на смешение в сернистый поток (в зависимости от режима перекачки сернистого потока). Соответствующая система регулирует открытие (закрытие) задвижек для подачи расчетного количества высокосернистой нефти из резервуарного парка для смешения в сернистый поток.

Прибор измерения содержания серы, установленный после пункта 3 компаундирования, производит измерение содержания серы, обеспечивая функции контроля сернистого потока 1, не допуская превышения содержания серы в смешанном потоке за установленные пределы. Прибор также соединен обратной связью с системой задвижек, регулирующих подачу высокосернистой нефти из резервуарного парка. В случае превышения содержания серы в смешанном потоке за установленные пределы производится автоматизированное закрытие задвижек подачи высокосернистой нефти из резервуарного парка.

Указанная схема компаундирования обеспечивает наиболее эффективную технологию компаундирования за счет предварительного расчета высокосернистой нефти, которая в данный момент может быть включена в поток сернистой нефти для смешения. Дозированное, расчетное включение высокосернистой нефти в поток сернистой «сглаживает» неравномерности и «выравнивает» поток сернистой нефти, делая его стабильным, монотонным без колебания значения качества.

В таблицах 1-3 приведены характеристики выходного потока: таблица 1 - полное неуправляемое смешивание, таблица 2 - с использованием подключенного парка емкостью 10 тыс. м³ высокосернистой нефти, таблица 3 - с использованием подключенных парков высокосернистой и сернистой нефти.

Таблица 1 Сера, %Поток, тыс. т/сутДисперсия выборки0,09320,2692Стандартное отклонение0,09664,502Коэффициент вариации0,0740,02Размах выборки0,7428,36Размах выборки/среднее0,5680,123Размах выборки/стандарт7,696,30

Таблица 2 Сера, %Поток, тыс. т/сутДисперсия выборки0,002514,2589Стандартное отклонение0,0503,776Коэффициент вариации0,0390,018Размах выборки0,2524,06Размах выборки/среднее0,1870,112Размах выборки/стандарт4,976,37

Таблица 3 Сера, %Поток, тыс. т/сутДисперсия выборки0,000618,5819Стандартное отклонение0,02504,3107Коэффициент вариации0,0190,020Размах выборки0,1024,14Размах выборки/среднее0,0760,112Размах выборки/стандарт4,05,60

Таким образом, как следует из представленных таблиц, преимущество предложенного способа состоит в технологии управляемого смешения нефти с различными физико-химическими свойствами нефти при заданных значениях выходного потока, обеспечивая при этом стабильность (равномерность, однородность) выходного (смешенного) потока, которая характерна для потоков при неуправляемом смешении.

Изобретение относится к средствам автоматизации. Способ компаундирования нефти заключается в непрерывном измерении содержания серы в смешанном потоке нефти и исходном потоке сернистой нефти и регулировании подачи в него высокосернистой нефти для обеспечения требуемого содержания серы в смешанном потоке нефти. Регулирование осуществляют путем выравнивания колебаний содержания серы в смешанном потоке, для чего используют подключенный к потоку высокосернистой нефти резервуар или резервуарный парк, при падении содержания серы в смешанном потоке ниже требуемого подают в него порцию высокосернистой нефти, достаточную для обеспечения требуемого содержания серы в смешанном потоке, при повышении содержания серы в смешанном потоке выше требуемого прекращают подачу высокосернистой нефти из резервуара или резервуарного парка на смешение, при переполнении резервуара или резервуарного парка подают на смешение поток высокосернистой нефти с расходом, равным расходу поступающей в резервуар или резервуарный парк высокосернистой нефти. Технический результат - обеспечение стабильности и равномерности смешения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

1. Способ компаундирования нефти, заключающийся в непрерывном измерении содержания серы в смешанном потоке нефти и исходном потоке сернистой нефти и регулирования подачи в него высокосернистой нефти для обеспечения требуемого содержания серы в смешанном потоке нефти, отличающийся тем, что регулирование осуществляют путем выравнивания колебаний содержания серы в смешанном потоке, при этом предусмотрено дозированное, расчетное включение высокосернистой нефти в поток сернистой, для чего используют подключенный к потоку высокосернистой нефти резервуар или резервуарный парк, где проводят ее накопление и подготовку перед смешением, заключающуюся в измерении содержания серы, при падении содержания серы в смешанном потоке ниже требуемого в него подают порцию высокосернистой нефти, достаточную для обеспечения требуемого содержания серы в смешанном потоке, при этом качество нефти в каждый момент времени пересчитывают, при повышении содержания серы в смешанном потоке выше требуемого прекращают подачу высокосернистой нефти из резервуара или резервуарного парка на смешение, избыточное количество высокосернистого потока направляют в резервуар или резервуарный парк.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при переполнении резервуара или резервуарного парка подают на смешение поток высокосернистой нефти с расходом, равным расходу поступающей в резервуар или резервуарный парк высокосернистой нефти.