упн что это такое в нефтянке

17.01.202323.02.2023 admin 0 Comments

Комплексная подготовка нефти (УПН)

Комплексная подготовка нефти – процесс удаления примесей, снижающих качество нефтепродуктов и негативно воздействующих на перерабатывающее оборудование. В ходе очистки происходит удаление песка, глины, микроорганизмов, воды, газа и минеральных солей. Для обезвоживания и обессоливания используют установки подготовки нефти (УПН), сокращающие количество вредных веществ и увеличивающие срок эксплуатации сырья.

После очистки сокращается объем и вес нефтепродуктов, что упрощает их транспортировку. Отсутствие газовых примесей снижает взрывоопасность продукции, а избавление от солей ограждает трубопроводы от повреждений. Применение технологической установки подготовки нефти на производстве – эффективный способ снижения затрат на транспортировку, перегонку и хранение нефтепродуктов.

Принцип работы УПН

Подготовка нефти к переработке – совокупность процессов обезвоживания, обессоливания и избавления от посторонних включений. Специальное оборудование обеспечивает превращение пластового сырья в товарное (чистое, качественное и безопасное). Благодаря установке подготовки нефти (УПН) возможно дальнейшее производство мазута, бензина, керосина, а также добыча попутного нефтяного газа (ПНГ), который востребован в металлургии, при изготовлении каучука, лакокрасочных материалов и моторных масел.

УПН обеспечивает выполнение следующих обязательных процессов:

· подогрев механической смеси (пластовой нефти и воды);

· термическое отделение сырья от воды;

· удаление из нефти минеральных солей (преимущественно хлористых);

· снижение давления насыщенных паров;

· отбраковка некондиционных нефтепродуктов и их переработка;

· рециркуляция теплоносителя и реагентов, использованных в процессе подготовки, с целью повторного применения;

· стабилизация (удаление посторонних легких фракций).

Для осуществления всех процессов используют сепарационную емкость с патрубками для нефти, воды и топлива. Внутреннее пространство сосуда разделено на секции, в каждой из которых происходит одна из перечисленных процедур подготовки.

Современные установки подготовки нефти (УПН) обеспечивают содержание воды в конечном продукте на уровне до 0,5 % в соответствии с нормами ГОСТ 51858-2002 «Нефть. Общие технические условия». Принцип работы оборудования таков:

· из скважины сырье поступает в сепарационную емкость, в которую подают горячую воду с поверхностно-активным реагентом для разрушения эмульсии (деэмульгатором);

· под действием смеси воды и реагента нефть удается частично отделить от ПНГ и воды;

· отделенное сырье разогревают до температуры в пределах 80 0 C;

· нефть направляют в секцию для отстаивания, чтобы окончательно отделить от водяных капель;

· затем сырье опресняют для обессоливания (насыщают дистиллированной водой);

· после этого нефть снова отстаивают;

· сырье дополнительно обрабатывают в электрическом дегидрататоре, если предшествующие процессы не позволили добиться нужной степени очистки;

· по достижении требуемого уровня содержания солей и воды сырье направляют в вакуумный сепаратор.

Установка подготовки нефти (УПН) также оборудована фильтрами грубой и тонкой очистки, которые удерживают песчинки и прочие механические включения.

Типовое оборудование, входящее в схему УПН

Оборудование установки подготовки нефти включает в себя:

· входной блок гребенки;

· аппараты подготовки пластовых вод;

· путевые подогреватели скважинной продукции;

· сепараторы с функцией сброса воды;

· блоки обессоливания и обезвоживания;

· насосы для откачивания нефти;

· секция коалесценции и отстоя (для отделения и сбора водяных капель на стальной сетке);

· блок измерения и регулировки расхода ПНГ;

· насосы для удаления скважинной воды;

· дренажные, резервные, буферные емкости;

· щиты низковольтных комплектных устройств для приема и распределения трехфазного тока;

· щиты станции управления;

· блок автоматизированной системы управления.

Дополнительно обустраивают операторную для сотрудника, который будет отслеживать течение процессов. Также необходима система обеспечения пожарной безопасности и пожаротушения, без которой недопустима работа с легко воспламеняемыми и взрывоопасными веществами.

Все узлы подготовки нефти соответствуют актуальным российским стандартам и могут быть изменены в соответствии с требованиями заказчика. ООО «Инженерные системы» проектирует, устанавливает и обслуживание оборудование для подготовки и переработки нефти с 2005 года. Мы работаем на территории России, Казахстана и Республики Беларусь, создавая высоконадежные УПН с требуемыми техническими характеристиками.

Источник

Упн что это такое в нефтянке

Установки подготовки нефти УПН предназначены для предварительного разделения добываемой продукции нефтяных скважин на нефть, газ и пластовую воду с последующей очисткой, замером, откачкой продукции по трубопроводу, а также для окончательной подготовки нефти до товарного качества.

Оборудование выполняется в климатическом исполнении УХЛ, ХЛ, категория размещения 1 по ГОСТ 15150 – 69.

Разработка технологической схемы, подбор оборудования и изготовление УПН выполняется в зависимости от физико-химических свойств поступающей на УПН газожидкостной смеси и требований к качеству подготовки, необходимой производительности установки, условий эксплуатации и индивидуальных требований заказчика.

Технологический цикл УПН может включать в себя следующие основные этапы: сепарация от газа (дегазация) нефти, стабилизация нефти, подогрев, обезвоживание и обессоливание нефти.

В зависимости от физико-химических свойств и качества конечной продукции, установки подготовки нефти комплектуются следующим оборудованием: блок гребенки; блок тестового сепаратора; нефтегазовый сепаратор; нефтегазовый сепаратор со сбросом воды; нагреватель нефти; аппарат подготовки пластовой воды; газовый сепаратор; блок насосной внешней и внутренней перекачки нефти; блок насосной перекачки воды; блочная кустовая насосная станция; измерительно-регулирующий блок; блок коммерческого (оперативного) учета нефти; узел учета газа; узел учета воды; факельная установка; буферные и дренажные емкости; резервуары; блок ЩСУ; операторная; мехмастерская; химлаборатория; система современных средств автоматизации (преобразователи расхода, температуры, избыточного и дифференциального давления, уровнемеры и сигнализаторы уровня и т.п.); запорно-регулирующая арматура, включая задвижки, шаровые краны, регуляторы расхода и давления, обратные и предохранительные клапаны и т.д.; разрабатывается программное обеспечение и т.д.

Основные показатели назначения работы

Источник

Установки подготовки нефти УПН-250, 500, 1000, 3000

УПН на базе установки типа «heater-treater»

Назначение

Блочная автоматизированная установка по подготовке нефти предназначена для эффективного нагрева, обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий и подготовки товарной нефти.

В настоящий момент подготовка нефти к транспортировке и дальнейшему использованию, как правило, производится двумя способами – с применением дорогостоящего комплекса оборудования, состоящего из печи нагрева нефтяной эмульсии, деэмульсатора, отстойника, сепаратора, устройства обессоливания и обезвоживания нефти, или при помощи импортных горизонтальных трехфазных сепараторов типа «heatertreater».
Используя положительный опыт эксплуатации установок сепарации нефтяных эмульсий в России, специалисты в рамках реализации программы импортозамещения разработали конструкцию комплексной установки под готовки нефти УПН с дополнительной секцией обессоливания, по своим характеристикам и функциональности превосходящую аналогичную продукцию ведущих иностранных производителей.

Преимущества УПН

Современные технические решения, использованные в конструкции установок, позволяют значительно сократить объемы аппаратов и их металлоемкость, совместить в одном модуле несколько технологических процессов и повысить качество подготовки нефти:

Применение топочных устройств специальной конструкции с антикоррозионным покрытием, расположенных в нефтяной среде – для интенсификации процесса нагрева эмульсии, повышения надежности и долговечности их работы;
Применение распределительных насадок подачи пресной воды и желобов в секции обессоливания – для повышения качества промывки поступающей нефти от минеральных солей;
Применение специальных гидродинамических коалесценторов – для повышения эффективности разрушения и разделения продукции скважин;

Установки оснащены современной АСУ ТП, обеспечивающей: контроль и управление технологическим процессом; повышение надежности и безопасной эксплуатации оборудования; комфортность работы персонала; повышение достоверности и оперативности сбора информации; снижение трудоемкости работ по сбору, обработке и передаче информации.

Это достигается за счет использования современных технических и программных средств управления, а также применения более точных и надежных датчиков и исполнительных механизмов.
Экономическая эффективность применения УПН обусловлена следующими факторами:
Упрощение технологической схемы подготовки нефти; экономия энергоресурсов; снижение затрат на обустройство объекта (меньшие размеры промплощадки и т. д.); приобретение и монтаж всего одного многофункционального аппарата; сокращение количества обслуживающего персонала; снижение трудоемкости работ по сбору, обработке и передаче информации о ходе технологического процесса.
Суммарные затраты на приобретение и эксплуатацию УПН являются минимальными по сравнению с комплексом оборудования или установкой типа «хитертритер» при более высоком качестве подготовки нефти.
Особенно преимущества УПН актуальны для небольших нефтяных месторождений.

Технические характеристики

Производительность по нефтяной эмульсии,

кг/с (т/сут.) в пределах

(1000–3000)Тепловая мощность топок, МВт, не более0,30,631,253,75Давление нефтяной эмульсии, МПа, не более0,6Содержание воды в нефтяной эмульсии, % мас., не более20Вязкость нефти при 20°С, м²/с (сСт), не более50 — 10–6 (50)Температура нагрева нефтяной эмульсии,°С,не более 80Массовая доля воды на выходе из установки, %,не более 0,5Концентрация хлористых солей на выходе установки, мг/дм³не более 100Топливоприродный или попутный осушенный газ с содержанием

сероводорода, не более, 0,002% мас.Давление топливного газа на входе в установку, МПа,в пределах 0,3–0,6Расход газа (при теплоте сгорания газа 33500 Дж/нм³) нм³/ч, не более4585170510КПД установки (тепловой), %, не менее80Масса установки, т, не более12203550

Устройство и принцип работы УПН и ее составных частей

УПН выполнена единым модулем горизонтальной компоновки и включает блоки: технологический, регулирования, подготовки топлива, а также средства автоматизации, которые повышают эффективность управления технологическими процессами и обеспечивают контроль их основных параметров.

Технологический блок cостоит из секции нагрева и коалесценции, секции обессоливания и секции окончательной коалесценции и отбора нефти. Внутренняя поверхность сосуда защищена от коррозии специальным антикоррозийным покрытием, обеспечивающим долговечную и надежную работоспособность установки.
Поступающий поток нефти движется в установке горизонтально, что является оптимальным вариантом применительно к обработке нефти. Подобный подход облегчает каплеобразование и отделение воды по всей длине установки.

Секция нагрева и коалесценции представляет собой либо одну жаровую трубу, расположенную горизонтально, либо две жаровые трубы, расположенные вертикально, в зависимости от объема установки. Жаровые трубы находятся в эмульсионной среде и имеют специально разработанную Uобразную форму с расчетной поверхностью нагрева. К одному из концов жаровых труб присоединена горелка, оснащенная пламегасителем. Розжиг горелки производится кнопкой «Розжиг», при этом включается блок искрового розжига (БИР); после включения БИР через 5–10 секунд открывается клапанотсекатель на линии входа топливного газа к горелке с отображением наличия пламени на графическом дисплее шкафа управления.

После появления пламени поступает команда на открытие регулирующего клапана на линии входа топливного газа к горелке. В качестве топлива используется попутный газ, который поступает из установки. Пройдя через регулирующий клапан и расходомер, газ направляется в газосепаратор, где отделяется свободная вода, и далее – в нагревательный змеевик, расположенный в секции нагрева. Нагрев газа предотвращает конденсирование жидкости в трубопроводе системы горения. Для предотвращения прогара жаровых труб на их стенках расположены термопары, которые предупреждают повышение температуры стенки выше нормы, автоматически закрывая клапан входа топливного газа к основной горелке.

Нефтяная эмульсия поступает через входной штуцер и дроссельный клапан, с помощью которого регулируется расход жидкости. Поток направляется вокруг жаровых труб в нижнюю секцию установки. Тепло передается через стенки жаровых труб и нагревает нефтяную эмульсию, а продукты сгорания выводятся вверх через другой конец жаровой трубы. Температура нагрева эмульсии контролируется специальным датчиком, сигнал с которого также подается на регулирующий клапан входа топливного газа.

Нагревом достигаются две цели: разность плотностей нефти и воды увеличивается, а вязкость нефти уменьшается. Оба эти фактора в соответствии с формулой закона Стокса увеличивают скорость, с которой водные частицы, содержащиеся в нефти, оседают. Нефть, обладая более низкой плотностью, поднимается на поверхность водяной фазы. Уровень нефти, а также уровень раздела фаз «вода–нефть» автоматически регулируются и измеряются посредством датчиков уровня, подающих сигнал соответственно на входной клапан и на клапан сброса воды. В ходе процесса происходит также отделение газа, который направляется непосредственно вверх в газовую секцию.

Пройдя секцию жаровых труб, нефть, очищенная от большей части воды, поступает в секцию коалесценции. Секция коалесценции состоит из нескольких коалесцентных блоков, каждый из которых представляет собой сетки с определенной расчетной площадью, выполненные из нержавеющей проволоки. Расчет этих блоковсекций, их количество и размеры зависят от рабочих условий рассматриваемой установки и физикохимической композиции обрабатываемой нефти. Отверстия сеток, через которые проходит нефть, повышают число Рейнольдса, что способствует слиянию мельчайших частиц воды в более крупные капли. На самих сетках также осаждаются мелкие частицы воды, сливающиеся в крупные капли и затем выпадающие из нефти.

Применяемые коалесцентные сетки такого типа чрезвычайно практичны и эффективны в эксплуатации, препятствуют загрязнению нефти песком, осадками и асфальтенами. После коалесценции нефть переливается через разделительную перегородку в секцию обессоливания.

Секция обессоливания состоит из специальных желобов и водораспределительной системы, состоящей из коллектора подачи воды и отходящих от него трубок с распределительными насадками. Нефть стекает по желобам вниз; пресная вода, пройдя через нагревательный змеевик, расположенный в секции нагрева, подается в коллектор и через трубки с распределительными насадками впрыскивается в нефть и смешивается с ней.

Уровень нефти и уровень раздела фаз «нефть–вода» в этой части установки измеряется и регулируется с помощью датчиков уровня, подающих сигнал на соответствующие клапаны. Поверхность раздела фаз «нефть–вода» располагается ниже распределительных труб, ведущих в заключительную секцию – секцию окончательной коалесценции и отбора нефти.

Нефть и остаточная часть обессоливающей воды поступают через распределительные трубы снизу вверх в секцию окончательной коалесценции и отбора нефти благодаря давлению в сосуде и насосам, откачивающим нефть. Нефть направляется вверх, проходя через специальный блок коалесценции, и далее через нефтеотборник на выход из сосу да. Блок коалесценции, имеющий специальную конструкцию, отделяет оставшуюся воду от нефти перед ее выходом. Уровень нефти регулируется и измеряется датчиком уровня.

При повышении определенного уровня нефти в секции автоматически включаются насосы откачки нефти. Расход нефти на выходе измеряется расходомером. На выходной части установки предусмотрены пробоотборники для извлечения образцов жидкости с различных уровней с целью определения чистоты выходящих продуктов.

Система очистки от песка и механических примесей. При подготовке нефти в сосуде осаждается значительное количество песка и других механических примесей. Система предусматривает ручную периодическую очистку от примесей без прекращения процесса. Вода под высоким давлением выпускается из ряда инжекционных насадок в трубах, расположенных по длине аппарата. Струя воды подсекает отложения песка и удерживает его в суспензии, которая при открытии дренажных клапанов поступает в специальные накопители песка, расположенные по длине сосуда в нижней его части, откуда идет на сброс из установки.

Блок регулирования. Работа блока заключается в измерении и регулировании расхода поступающей нефтяной эмульсии. Блок регулирования представляет собой утепленное помещение, расположенное на утепленном основании. В помещении блока расположены: трубопровод входа нефтяной эмульсии, трубопровод выхода нефти, трубопровод выхода воды, емкость пробоотборников, вентилятор, обогреватель электрический, извещатели пожарные, датчикисигнализаторы загазованности и дренажный трубопровод выносных сосудов.

Блок подготовки топлива. Блок подготовки топлива выполнен в виде утепленного шкафа, имеющего остекленные двери и штуцера входа газа из технологического блока, входа газа от постороннего источника, выхода газа с установок, выхода газа к основным и запальным горелкам, выхода газа на свечу.
В блок подготовки топливный газ поступает из технологического блока или постороннего источника, проходит очистку в фильтре, регулирование давления регулятором, регулирование расхода в зависимости от значения температуры нефтяной эмульсии в технологическом блоке регулирующим клапаном.

К горелкам топливный газ подается через последовательно установленные электромагнитные клапаны и два регулирующих клапана.

Комплекс средств автоматизации. Установка подготовки нефти оснащена системой автоматизированного управления, которая позволяет производить дистанционный и местный контроль и изменение технологических параметров, их автоматическое регулирование и функции противоаварийной защиты.

Основные функции автоматизированной системы управления

Система автоматизации УПН обеспечивает:

Комплект поставки УПН

УПН поставляется в максимальной заводской готовности к эксплуатации. Проводятся пусконаладочные работы и сервисное обслуживание.

Процесс сжигания топливного газа в УПН обеспечивает минимальное содержание в продуктах сгорания окиси углерода и окислов азота согласно требованиям ГОСТ 21204 и ГОСТ Р 50591.

УПН с выносным подогревателем