СПОСОБ ПОДОГРЕВА НЕФТИ НА НЕФТЕПЕРЕКАЧИВАЮЩЕЙ СТАНЦИИ С РЕЗЕРВУАРАМИ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ Российский патент 2018 года по МПК F17D1/18 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к области транспорта и хранения нефти, в частности, к области подогрева нефти на нефтеперекачивающей станции (далее - НПС) с резервуарами для хранения нефти (резервуарным парком - далее РП).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ подогрева на нефтеперекачивающих станциях с резервуарным парком, при котором в стационарном режиме нефть разогревается до требуемой температуры; и далее разогретая нефть посредством насосных станций перекачивается в трубопровод. При остановке перекачки нефть в резервуарном парке остывает до температуры ниже температуры нефти, поступающей на НПС в стационарном режиме перекачки. При пуске нефтепровода после остановки остывшую нефть из резервуаров подают на пункт подогрева нефти (далее - ППН), где ее прогревают до требуемой температуры, после чего посредством магистральной насосной станции перекачивают нефть в трубопровод (Р.А. Алиев. Трубопроводный транспорт нефти и газа, 1988 г., параграф 8.10).

Требуемая мощность пункта подогрева нефти зависит от разницы между требуемой температурой на выходе ППН и температурой нефти, поступающей на ППН. Очевидно, что эта разница значительно возрастает в режиме пуска после остановки перекачки и для нагревания нефти до требуемой температуры необходимый запас мощности ППН сверх мощности, необходимой для стационарного режима перекачки нефти. Таким образом, недостатком известного способа является высокая требуемая мощность пункта подогрева нефти.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Перед разработчиками настоящего изобретения была поставлена задача, заключающаяся в создании способа подогрева нефти на нефтеперекачивающей станции с резервуарами для хранения нефти, который требовал бы меньшей мощности ППН.

Поставленная задача была решена за счет создания способа подогрева нефти на нефтеперекачивающей станции с резервуарами для хранения нефти после остановки перекачки, который содержит этапы, включающие в себя циркуляцию нефти, содержащейся в резервуарном парке остановленной нефтеперекачивающей станции, через пункт подогрева нефти; подогрев нефти во время циркуляции.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в снижении требуемой мощности пункта подогрева нефти нефтеперекачивающей станции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - схематическое изображение работы НПС в стационарном режиме.

Фиг. 2 - схематичное изображение работы НПС в режиме остановки перекачки.

Фиг. 3 - схематичное изображение работы НПС в режиме пуска нефтепровода после остановки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ может быть использован на нефтеперекачивающей станции 1 (НПС 1), которая содержит резервуарный парк 2, включающий в себя по меньшей мере один резервуар для хранения нефти, пункт 3 подогрева нефти (ППН 3), подпорную насосную станцию 4 (ПНС 4), магистральную насосную станцию 5 (МНС 5) и систему трубопроводов и сооружений НПС 1, формирующую каналы перекачки нефти между элементами НПС 1, а также магистральным трубопроводом.

Требуемая мощность пункта подогрева нефти определяется по формуле:

N=G*c*(tвых-tвх),

где G - производительность перекачки через ППН;

с - теплоемкость нефти;

tвых - температура на выходе ППН;

tвх - температура на входе ППН.

Стрелками на фигурах чертежей обозначены трубопроводы и сооружения, служащие каналами перекачки нефти. При этом сплошными стрелками обозначены используемые в соответствующем режиме трубопроводы и сооружения, а пунктирными - неиспользуемые.

В стационарном режиме осуществляется прием 6 нефти с температурой t1 от предыдущей нефтеперекачивающей станции. Нефть поступает 7 в резервуарный парк 2 (РП 2). Далее нефть из РП 2 посредством ПНС 4 подается 8 на ППН 3 для подогрева до требуемой температуры t2 на выходе из ППН 3. После подогрева нефти нефть подается на МНС 5, с помощью которой нефть перекачивается 9 к следующей НПС. При этом требуемая мощность ППН 3 определяется разницей температур Δt=(tвыx-tвx)=(t2-t1).

В режиме остановки перекачки нефть, содержащаяся в РП 2, подается 10 посредством ПНС 4 на ППН 3, подогревается и подается 11 обратно в РП 2. Таким образом, в режиме остановки НПС 1 нефть, остывающая в РП 2, циркулирует через ППН 3 и подогревается, причем подогревают нефть во время циркуляции до требуемой температуры нефти t2 на выходе из нефтеперекачивающей станции.

Таким образом, способ позволяет аккумулировать тепловую энергию в нефти, размещенной в РП 2.

При пуске НПС 1 и нефтепровода после остановки остывшая до температуры t3 нефть от предыдущей НПС подается 12 на ППН 3, где она нагревается до расчетной температуры t4. После этого нефть при температуре t4 поступает 13 в РП 2. Расчетная температура t4 может быть определена следующим образом:

t4=(t2-t3)/2.

Переход в стационарный режим осуществляется после повышения температуры поступающей на НПС 1 нефти до t1, либо когда из резервуаров РП 2 будет полностью откачана нефть с температурой t2.

Одновременно с подогревом поступающей нефти нефть из резервуаров РП 2, разогретая до температуры до требуемой температуры t2, перекачивается 14 к следующей НПС с помощью ПНС 4 и МНС 5 без использования ППН 3.

В таком случае необходимое изменение температуры при прохождении через ППН будет по существу одинаковым как для нефти, поступающий от предыдущей НПС для перекачки в РП 2, так и для нефти, перекачиваемой 8 в стационарном режиме посредством ПНС 4, ППН 3 и МНС 5 к следующей НПС. Таким образом, для подогрева нефти в режиме пуска НПС 1 после остановки требуется по существу такая же мощность нагревания, как и при стационарном режиме; тогда как при известной схеме мощность нагрева при пуске должна быть значительно выше, чтобы прогреть остывшую за время остановки нефть от температуры t3 до t2.

Для целей описания настоящего изобретения значения температуры определены без учета потерь и погрешностей.

Рассмотрим пример, когда на существующей НПС 1 от предыдущей НПС в стационарном режиме поступает 6 нефть при температуре t1=21,1°C и перекачивается 7 в РП 2. Далее, из РП 2 посредством ПНС нефть поступает 8 на ППН 3, где нагревается до требуемой температуры t2=40°C в стационарном режиме. После чего нефть при температуре t2 на выходе перекачивается к следующей НПС. При этом изменение температуры при нагревании составит:

Δt=(t2-t1)=(40-21,1)°С=18,9°С.

После остановки перекачки нефть в трубопроводе, от предыдущей НПС остывает до t3=-4,1°C. Нефть при t1=21,1°C в РП 2 при переходе в режим остановки перекачки начинает циркулировать посредством ПНС через ППН, нагреваясь до 40°С. При этом подогревают нефть каждого резервуара РП 2 последовательно. В этом режиме по-прежнему °t=18,9°C.

При пуске нефтепровода после остановки остывшая в трубопроводе нефть при температуре t3=-4,1°C от предыдущей НПС подается 12 на ППН 3, нагревается до t4=18°C (At=22,1°C) и поступает в РП 2. Одновременно нефть из РП 2, разогретая до температуры t2=40°C, перекачивается 14 к следующей НПС с помощью ПНС 4 и МНС 5 без использования ППН 3.

Изменение направления потоков нефти в нефтепроводах и сооружениях осуществляется с помощью изменения состояния трубопроводной арматуры, насосов и автоматики.

Настоящее изобретение было подробно описано со ссылкой на предпочтительный вариант его осуществления, однако очевидно, что оно может быть осуществлено в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объема правовой охраны, определяемого формулой изобретения.

Изобретение относится к области транспорта и хранения нефти, в частности к области подогрева нефти на нефтеперекачивающей станции (далее - НПС) с резервуарами для хранения нефти (резервуарным парком). В соответствии с изобретением после остановки перекачки осуществляют циркуляцию нефти, содержащейся в резервуарном парке остановленной нефтеперекачивающей станции, через пункт подогрева нефти. Подогрев нефти выполняют во время ее циркуляции. Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в снижении требуемой мощности пункта подогрева нефти нефтеперекачивающей станции. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ подогрева нефти на нефтеперекачивающей станции с резервуарами для хранения нефти после остановки перекачки, который содержит этапы, включающие в себя циркуляцию нефти, содержащейся в резервуарном парке остановленной нефтеперекачивающей станции, через пункт подогрева нефти и подогрев нефти во время циркуляции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подогревают нефть во время циркуляции до требуемой температуры нефти на выходе из нефтеперекачивающей станции.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подогревают нефть каждого резервуара последовательно.