СПОСОБ АБСОРБЦИОННОГО УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕГКИХ ФРАКЦИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ РЕЗЕРВУАРОВ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕПРОМЫСЛА

С момента добычи до непосредственного использования нефть проходит более 20 перевалок, при этом 75% потерь происходит при «больших дыханиях» резервуаров. Важно отметить, что лишь 25% потерь обусловлены авариями и утечками [1, с. 86].

Также значительную роль играют малые дыхания резервуаров вертикальных стальных (РВС), которые происходят в результате колебаний температуры и давления. Хотя они менее заметны, малые дыхания могут приводить к испарению легких фракций нефти и, следовательно, также вносят свой вклад в общие потери.

Таким образом, для минимизации потерь и повышения эффективности хранения и транспортировки нефти важно применять технологии и методы мониторинга как для «больших», так и для «малых дыханий» резервуаров. Это обеспечит более высокую экологическую безопасность процесса [2, с. 146].

Резервуары, не использующие установки для улавливания легких фракций углеводородов (ЛФУ), имеют ряд недостатков:

- ограниченная эффективность: отсутствие улавливающих систем приводит к значительным выбросам легких фракций в атмосферу, что вызывает экологические проблемы.;

- необходимость регулярного обслуживания: для обеспечения минимизации потерь требуется постоянный мониторинг и очистка резервуаров от накопившихся фракций;

- ограниченный объем обработки: резервуары могут быть перегружены при больших объемах углеводородов, что увеличивает риск утечек и выбросов;

- сложности с примесями: наличие сульфидов и других загрязняющих веществ в нефтяной смеси затрудняет контроль за качеством хранимых углеводородов и повышает коррозию резервуаров [3, с. 112].

Для выявления наиболее эффективной модели модернизации установок подготовки нефти на промысле направленных на уменьшение выбросов ЛФУ в атмосферу были рассмотрены патенты [4-7]. В них предлагаются различные способы улавливания легких фракций углеводородов из резервуарных парков, для уменьшения потерь и сохранения экологии при «малых» и «больших» дыханий РВС.

Одна из предложенных моделей систем улавливания, которая показалась наиболее эффективной для применения на установках подготовки нефти на промысле, была предложена в патенте: «Способ и установка абсорбционного улавливания легких фракций углеводородов из резервуаров хранения и транспортирования нефти и нефтепродуктов» [6].

Изобретение направлено на защиту окружающей среды и может быть применено на установках подготовки нефти для снижения выбросов легких углеводородных фракций в атмосферу из сырьевых и товарных резервуаров, а также из резервуаров для хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов. Существенное загрязнение воздуха происходит из-за испарений легких фракций углеводородов во время заполнения резервуаров, что приводит к явлению, известному как «большие дыхания».

Целью применения модернизированной конструкции системы улавливания на резервуарах является:

- снижение затрат на улавливание легких фракций углеводородов;

- оптимизация процесса удаления углеводородов из резервуара для повышения экологической безопасности.

Для реализации данного метода улавливания легких углеводородных фракций рассмотрена технологическая схема, включающая сепаратор-абсорбер и буферную емкость, дополнительно оснащенную водоструйным эжектором (рисунок 1) [6]. Этот элемент предназначен для откачки паровоздушной смеси из сырьевых или товарных резервуаров. Сепаратор-абсорбер с абсорбентом служит для поглощения легких углеводородов и выделения паровоздушной смеси с пониженным содержанием ЛФУ из абсорбента. Буферная емкость обеспечивает отделение раствора абсорбента и ЛФУ заданной плотности, а также выделение легкой нефти и отстоявшегося раствора абсорбента с ЛФУ.

Рисунок 1. Технологическая схема установки улавливания ЛФУ

1 - сепаратор-абсорбер; 2 - буферная емкость; 3 - водоструйный эжектор; 4 - водяной насос; 5 - линия отсоса паро-воздушной смеси: 6 - плавающий заборник отбора легкой нефти; 7 - емкость приема легкой нефти; 8 - емкость с исходным абсорбентом; 9 - насос подачи абсорбента; 10 - свеча рассеивания; 11 - емкость приема осадка.

Предлагаемый вариант [6] абсорбционного улавливания легких углеводородных фракций из резервуаров, используемых для хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов, использует тяжелую ловушечную нефть в качестве абсорбента. Этот подход не только улучшает экологическую ситуацию на объектах подготовки, хранения и транспортировки, снижая выбросы ЛФУ из газового пространства резервуаров в атмосферу, но и открывает новые возможности для решения проблемы утилизации нефтесодержащих шламовых амбаров-накопителей ловушечных нефтей, которые представляют собой серьезный источник загрязнения окружающей среды.

Данная установка состоит из сепаратора-абсорбера 1 и буферной емкости 2, дополнительно оснащена водоструйным эжектором 3, который, с помощью циркулирующего водяного насоса 4, осуществляет отсос паровоздушной смеси из сырьевых и товарных резервуаров по линии 5. Сепаратор-абсорбер с адсорбентом предназначен для поглощения легких фракций углеводородов и постоянного выделения паровоздушной фазы с пониженным содержанием ЛФУ, которая выводится через свободное пространство буферной емкости 2 и емкости с исходным абсорбентом 8 на свечу рассеивания 10. Буферная емкость 2 также обеспечивает постоянное осаждение осадка, эмульгированной воды и механических примесей из раствора абсорбента и ЛФУ, что позволяет осуществлять непрерывный отбор легкой нефти из отстоявшегося раствора через плавающий заборник 6 в емкость для приема легкой нефти 7. Осевший в буферной емкости 2 осадок периодически перемещается в емкость для его приема 11, откуда он отправляется на переработку. Например, осадок можно смешивать с негашеной известью, получая порошкообразный гидрофобный продукт, который находит применение в дорожном строительстве.

Вывод

Применение установки для абсорбционного улавливания легких фракций углеводородов из резервуаров, предназначенных для хранения и транспортировки нефти, имеет критически важное значение для процессов подготовки нефти. Исключение потерь легких фракций углеводородов не только значительно снижает выбросы в атмосферу без необходимости в дорогостоящем нагревательном и холодильном оборудовании, но и повышает общую эффективность подготовки. Уменьшая потери ЛФУ, улучшается экономические показатели процесса. Кроме того, это позволяет более эффективно использовать значительные объемы ловушечных нефтей, которые остаются одним из основных источников загрязнения окружающей среды на объектах нефтедобычи, где активно применяются резервуары. Таким образом, внедрение данной установки представляет собой важный шаг к повышению устойчивости и экологичности нефтяной отрасли.