Проект "Технологические аспекты депарафинизации нефтепродуктов при добыче высокопарафинистых нефтей"

ПРОЕКТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ДОБЫЧЕ ВЫСОКОПАРАФИНИСТЫХ НЕФТЕЙ

Аннотация: В настоящее время во многих районах осуществляется добыча высокопарафинистых нефтей, при этом подразумевается сложная работа по организации рациональной эксплуатации скважин, сбор, подготовку и транспорт сырья. При остановке процесса перекачки в нефти образуются парафиновые структуры, прочность которых зависит от содержания парафиновых фракций, времени покоя нефти, условий образования парафиновых структур и других факторов. При транспорте высокопарафинистых нефтей происходит интенсивная парафинизация трубопроводов, снижение их пропускной способности, что значительно усложняет эксплуатацию и ведет к росту трудовых и материальных затрат. Поэтому предварительное отделение парафина от сырой нефти актуальнейшая задача при выборе методов транспортировки нефтепродуктов.

В период с 2006 по 2018 г.г. производство нефтяного парафина в РФ сократилось на 13,2%, с 223,9 тыс. т в 2006 г до 206,6 тыс. т в 2018 году. В 2018 году по сравнению с 2017 г темп роста производства нефтяного парафина составил 0,05%. В 2018 г относительно 2016 г наблюдалось сокращение производства нефтяного парафина на 14,4%, с 224 тыс. т до 206 тыс. т. В 2015 году по сравнению с предыдущим годом наблюдался рост производства нефтяного парафина на 2,5%.

Сокращение производства связано:

 -  с недостаточным изучением  темы депарафинизации;

 - с недостаточным инвестированием проектов по депарафинизации нефти и производству парафина;

 - недостаточно изученный рынок сбыта товарного продукта.

Товарный продукт – по ГОСТ 23683-89 парафин марки Т-1 (Т-2) до 110000 т/мес. и парафин марки П-2 до 30000т/мес.

В процессе разработки месторождение углеводородного сырья вступает в фазу «старения», характеризующуюся увеличением относительной доли высокомолекулярных углеводородов, наибольшую проблему из которых представляют парафины, их концентрация доходит до 25% и выше. При таких концентрациях приходится сталкиваться с двумя главными проблемами: первая – сложность транспортировки (нефть при температуре около 35^оС затвердевает, подогрев до 60^оС, применяемый для перевода в пригодное для транспортировки состояние, - весьма затратный процесс), вторая – цена такой нефти падает до двух раз по сравнению с кондиционной.

Добыча высокопарафинистой нефти подразумевает сложную работу по организации рациональной эксплуатации скважин, сбор, подготовку и транспорт сырья. При остановке процесса перекачки в нефти образуются парафиновые структуры, прочность которых зависит от содержания парафиновых фракций, времени покоя нефти, условий образования парафиновых структур и других факторов. При транспорте высокопарафинистых нефтей происходит интенсивная парафинизация трубопроводов, снижение их пропускной способности, что значительно усложняет эксплуатацию и ведет к росту трудовых и материальных затрат.

Нефти с высоким содержанием твердых углеводородов (парафинистые нефти) характеризуются повышенными температурами застывания и вязкостью и требуют больших расходов энергии для перемещения по трубопроводным сетям и осуществления специальных мер для предупреждения накопления асфальтено – смоло – парафиновых отложений (АСПО) в различных элементах нефтепромыслового оборудования.

Наиболее серьезные проблемы возникают при работе в зимнее время с высокопарафинистыми нефтями, содержащими твердые углеводороды в количествах, превышающих допускаемые действующими стандартами (более 6.0 мас. % в нефти, поставляемой на экспорт, согласно ГОСТ 51858), и требующих для своей перекачки подогрева до температур выше точки застывания.

Одним из основных требований к нефтепродуктам является их подвижность при низких температурах. Потеря подвижности топлив и масел объясняется способностью твердых углеводородов (парафинов и церезинов) при понижении температуры кристаллизоваться из растворов нефтяных фракций, образуя структурированную систему, связывающую жидкую фазу. Для получения нефтяных  масел с низкой температурой застывания в технологию их производства включен процесс депарафинизации, цель которого удаление твердых углеводородов.

Твердые углеводороды, нежелательные в маслах и топливах, являются ценным сырьем для производства парафинов, церезинов и продуктов на их основе, находящих широкое применение.

Процесс депарафинизации является наиболее сложным, трудоемким и дорогостоящим в производстве нефтяных масел. Его эффективность и экономичность зависят, в частности, от скорости фильтрования суспензий; последняя в конечном итоге определяется структурой кристаллов твердых углеводородов, образующихся в процессе охлаждения сырья с растворителем, так как от их размеров зависят полнота и скорость отделения твердой фазы от жидкой.

Депарафинизация нефтепродуктов может осуществляться несколькими методами: кристаллизацией твердых углеводородов при охлаждении растворов сырья в избирательных растворителях, комплексообразованием с карбамидом, каталитическим превращением твердых углеводородов в низкозастывающие продукты; адсорбционным разделением сырья на высоко– и низкозастывающие компоненты; биологическим воздействием. Наиболее широкое промышленное применение получили методы депарафинизации с использованием избирательных растворителей.

В настоящее время наиболее распространен процесс депарафинизации с использованием полярных растворителей – низкомолекулярных кетонов, в частности метилэтилкетона и ацетона, иногда применяют метилизобутилкетон или сжиженный пропан.

У большинства методов имеются свои недостатки: а именно пониженная скорость фильтрования суспензии твердых углеводородов в растворе масла, малый индекс вязкости получаемого депарафинизированного масла, высокой температурой застывания, повышенным содержанием масла в гаче или петролатуме. А качество депарафинизированного масла как раз оценивают по данным параметрам: индексу вязкости, температуре застывания гача или петролатума – по температуре плавления и содержанию в них масла.

Твердые углеводороды используют в медицине, пищевой, электротехнической, бумажной, резиновой промышленностях, для производства пластичных смазок и других целей.

Твердый парафин из нефтяного гача с содержанием масла 0,8 – 1 % является ценным сырьем для различных отраслей промышленности, таких как мебельное, текстильное, полиграфическое и лакокрасочное производства. Как химическое сырье парафины используют для получения высших жирных кислот и спиртов, моющих и поверхностно–активных веществ, присадок к смазочным маслам, тары, упаковок, свечей.

В настоящее время востребованность переработки высокопарафинистых нефтей имеет актуальное значение, анализ ситуации в Республике Казахстан показал, что процент добычи высокопарафинистых нефтей приближается к 85 %.

Координатор проекта:

Заместитель Генерального Директора

Группы Компаний «НИПИЭП»,

К.т.н., доцент, профессор РАЕ,

Рамиль Фаргатович Сагитов,

Т.+79097078914,

Т. +79003695651.