CC BY
52
УДК 665.6
ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПОДХОД К ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ ТАМСАГБУЛАГ
л л л о
Д. Хандмаа ', Б. Амармэнд ', Б. Бямбагар ', С. Батмунх 2
л
Институт технологии материала, кафедра химической технологии МГУНИТ, г. Уланбатор, 46/520.
2 Институт энергетики, кафедра теплотехники и термодинамики, МГУНИТ, Монголия, khandmaad11@must.edu.mn, org_technology@must.edu.mn
Рассмотрены перспективный вариант принципиальной схемы технологии первичной переработки нефти Тамсагбулаг (в том числе схема блока обессоливания и обезвоживания нефти) и проблемы построения НПЗ в Монголии. Определен фракционный состав и другие свойства нефти, а также,
при использовании экспериментальных данных, рассчитаны материально-тепловой баланс установки ЭЛОУ для нефтей Тамсагбулаг. Ил. 1. Табл. 2. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: схема; материально-тепловой баланс нефти; строительство НПЗ.
APPROACH TO TAMSAGBULAG OIL PROCESSIING AND OIL REFINERY OF MONGOLIA
1 1 1 0 D. Khandmaa1, B. Amarmend1, B. Byambagar1, S. Batmunk2
School of Materials Science, Department of Chemical Technology, MUST, Ulaanbaatar, 46/520.
School of Power Engineering, Department of Thermal Engineering and Thermodynamics, khandmaadll @must.edu.mn & org_technology@must.edu.mn.
We considered the forward-looking option of Tamsagbulag oil refining including oil demoralization and dehydration areas, as well as challenges of refinery building in Mongolia. The factional composition and the other properties of oil were determined. The material and the heat balance of mild hydrocracking complex installation for Tamsagbulag crude oils were calculated using the experimental data. 1 figure. 2 tables. 5 sources.
Key words: scheme, material and heat balance of the oil, refinery building.
НЕФТЕДОБЫЧА В МОНГОЛИИ
Исследования нефтеносных районов Республики Монголия в 1922-1923 гг. в Гоби вели американские геологи Н. Беркли, С. Моррис и Д. Теннер, предсказавший в 1931 г. существование нефти в Монголии. Планомерная геологоразведка нефтяных месторождений в Монголии началась с 1934 г. Были разведаны два месторождения нефти на юге и на юге-востоке с запасом 6,2 млн тонн. С того же времени прошло почти 90 лет и последние разведочные работы на месторождении нефти Тамсагбулаг в сомоне Матад аймака Дорнод подтвердили установленные ранее запасы нефти в 19 млн баррелей и показали, что предположительные запасы с учетом риска могут составить 58 млн баррелей.
В марте 2010 г. руководитель службы снабжения управления по делам нефти и полезных ископаемых Монголии сообщил, что Совет по минеральным ресурсам официально зарегистрировал совокупные достоверные запасы нефти, оценив их в 1,6 млрд тонн. В бассейне Тамсаг, в частности, обнаружены запасы сырой нефти в 119,2 млн тонн. Таким образом, по объему запасов нефти Монголия заняла 33-е место среди более ста нефтедобывающих стран мира. Выявленные к настоящему моменту запасы сырой нефти могут обеспечить потребности страны в топливе на 40-50 лет. По подсчётам экспертов, в месторождении Тамсаг запасы нефти, которые могут быть извлечены из недр с наименьшими затратами, составляют 13 млн тонн, что равняется потребностям страны на период до 10 лет. В настоящее время
нефтеразведочные работы на территории страны ведут 11 компаний [1].
В 1950 году в г. Дзунбаян был построен нефтеперерабатывающий завод мощностью около 0,4 млн баррелей (50-60 тыс. т) в год. В период с 1950 по 1969 гг. более 4 млн баррелей (около 0,6 млн т) нефти было добыто на Дзунбаян, и в общей сложности 7 млн баррелей нефти (538,7 тыс. т сырой нефти, в том числе легкой нефти, импортируемой из России для смешивания с местной нефтью) были переработаны на НПЗ, что обеспечивало 20% потребления страны.
В 1969 г. работу завода приостановили по нескольким причинам: уменьшение давления в скважинах Дзунбаянского месторождения и следующие из этого проблемы бесперебойного снабжения сырьем, пожар на НПЗ и открытие нефтяных месторождений Западной Сибири.
Сегодня до 100 скважин Дзунбаянского месторождения восстановлено, нефть дают 5 скважин с дебитом от 30-100 баррелей в сутки. Добытая нефть (объемом 550 тыс. баррелей в месяц) транспортируется в Китай на переработку.
Запас Дзунбаянского месторождения оценивается в 22 млн т, здесь выделяется три нефтяных района (или пачки песчаников), из которых первая пачка относится к битуминозной подсвите, а вторая и третья - к Цаганцаб-ской свите. Вторая пачка содержит 4 нефтеносных горизонта, а третья пачка -12 нефтеносных горизонтов. Наиболее продуктивными являются 13-й горизонт мощностью 7-8 м, 11-ый горизонт
- 9-10 м и 7-8 горизонт - 10-12 метров. Глубина эксплуатационных горизонтов третей пачки составляет в среднем 700-800 м. Запасы нефти Дзунбаянского месторождения категории А + В составляют 2158,3 тыс. т.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ НПЗ
НА ТЕРРИТОРИИ МОНГОЛИИ
Сегодня на территории Монголии нефтепродукты не производятся. В 90-х годах был построен мини-НПЗ в районе г. Эрдэнэт, принадлежащий монгольской компании, на котором в основном производят (под лицензией НПЗ) поставку полуфабрикатов переработки нефти (прямогонный бензин, дистилляты, газоконденсат) из России и присадок из Китая с целью получения смесевого топлива. Власти Монголии изучают возможность строительства современных мини-НПЗ, ведутся переговоры с зарубежными компаниями, готовятся материалы для разработки технико-экономического обоснования. Но, во-первых, постановление Правительства о строительстве будет приниматься при наличии достаточных запасов нефти на территории страны и, во-вторых, эти мини-НПЗ всё равно будут остро нуждаться в российском сырье: нефти, газовом конденсате или его компаунде с нефтью.
Государство заключает с компаниями соглашения о разделе продукции, в которых процент Монголии составляет от 48% до 60% в зависимости от условий конкретного соглашения.
Тем не менее, уже сейчас в районе города Дархан планируется строительство крупного для Монголии нефтеперерабатывающего предприятия с объёмом по сырью 2 000 000 т/год японской корпорации «Марубени» и «Тоёо ин-
жиниринг» с поставкой российского сырья. Строительство должно начаться в текущем году и будет закончено в течение трех лет. Общая сумма инвестиций на стройку составляет 600 млн долларов США. Финансирование предоставит японский Банк международного сотрудничества под гарантию Правительства Монголии.
В стратегической политике российских ВИНКов (Вертикально Интегрированные Нефтяные Компании - это крупные нефтяные российские компании Газпром, Роснефть, Лукойл, ТНК-ВР, Татнефть, Башнефть и т.п.) стоит, в первую очередь, перестройка собственных больших НПЗ на выпуск топлива евро-стандарта с целью обеспечение контрактных обязательств перед европейским рынком и внутренних потребностей России. Поэтому в Монголии появился «разрыв» между спросом и потребностью в дешевом и, соответственно, низкокачественном топливе, особенно для горнодобывающей промышленности (дизтопливе), которое может вырабатываться российскими мини-НПЗ, расположенными вдоль границ с Монголией. Определяющим фактором для приобретения монголами топлива является не столько качество, как его стоимость. А для необходимо:
- создать крупную монгольскую компанию с иностранными инвестициями, которая может обеспечить заключение контрактов на поставку нефтепродуктов потребителям, консолидацию и перевод финансовых средств, контроль за приёмом топлива и возвратом подвижного состава.
- построить нефтебазу для приёма топлива и выдачи его потребителям, на которой также можно организовать получение смесевого
Таблица 1
Фракционный состав нефти Тамсагбулаг_
Наименование Значение
Выход фракций, % масс: 79 оС
температура начала кипения:
10% — " — 103 оС
15% — " — 120 оС
20% — " — 145 оС
25% — " — 168 оС
30% — " — 195 оС
35% — " — 224 оС
40% — " — 251 оС
45% — " — 275 оС
50% — " — 300 оС
55% — " — 350 оС
Содержание газов стабилизации, % Массовая доля парафина, % Массовая доля механических примесей, % Давление насыщенных паров, кПа (мм.рт.ст) 1,5 156 97 1,86 66,7 (500,0)
высокооктанового бензина и зимнего дизельного, топлива компаундированием поставляемых из России и Китая компонентов. Даже самый простой расчет показывает экономическую целесообразность и эффективность создания предприятия по изготовлению смесевого автомобильного топлива (бензина и дизельного) в Монголии.
- изучить досконально опыты создания НПЗ соседных стран и подготовить национальных специалистов в области нефтяной промышлен-ности, в том числе по технологии переработки нефти.
- участвовать в таких проектах, которые позволят гарантированно получать сырьё как для российских и зарубежных мини-НПЗ, так и проектируемых монгольских. А для монгольских мини-НПЗ это особенно будет актуально, т.к. российские ВИНКи под разными причинами будут сдерживать поставки сырья в Монголию.
РАСЧЁТ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА БЛОКА ОБЕССОЛИВАНИЯ И ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НЕФТИ ТАМСАГБУЛАГ
Наша группа специалистов-технологов и ученых по области нефти в последние 10 лет изучают проблемы научного исследования химии и переработки Монгольской нефти для получения нефтепродуктов, необходимых в нашей стране. Мы достигли некоторых результатов и сообщили о них ранее в своих научных трудах. В данной работе мы показываем часть результатов проектирования
мини-НПЗ с производительностью 200 тыс.т в году.
Добываемая на промыслах нефть на начальном этапе представляет собой устойчивую нефтяную эмульсию с водной дисперсной фазой. Основным способом разрушения нефтя-ных эмульсий является химический, основанный на пременении реагентов-деэмульгаторов.
В российских нефтях пременяются деэмуль-гаторы Дефакс, LML, Рекод 752 с количеством до 30-50 г\т нефти [2]. В нефтях Тамсагбулаг используются китайские деэмуль-га-торы ASP (alkaline surfactant polymer-щелочной поверх-ностно-активный полимер) для разделения жидкости, разработанные исследователями Ванг Демин и др [3].
В лабораторных условиях нами определены фракционный состав Монгольсих нефтей и результаты анализа показывают что нефти месторождения Тамсагбулаг начинают кипеть при 67 оС, и 55% нефти испарается до 350 оС [4]. Фракционный состав и результаты расчета мате риально-теплового баланса процесса обессоливания и обезвоживания нефти Тамсагбулаг приведены в табл. 1 и 2.
Расчет материально-теплового баланса на установке ЭЛОУ выполнен в соответствии с расчетной технологической схемой, приведенной на рисунке.
В состав блока обессоливания и обезвоживания нефти должно входить следующее обо-
Таблица 2
Материально-тепловой баланс процесса обессоливания и обезвоживания нефти _Тамсагбулаг_
МАТЕРИАЛЬНЫЕ ТОЧКИ
№ точки Единица измерения 1 2 3 4 5 6
Доля пара 0 0 0 0 0 0
Температура оС 113 110 110 105 85 85
Давление атм. 12 11 11 11 12 12
Массовый расход кг/час 3175,0 2866,0 313,0 313,0 3166,0 300,0
Плотность кг/м3 774 775 940 940 794 960
Вязкость Пас 1,410-3 1,410-3 2,510-4 2,510-4 3,310-4 3,310-4
МАТЕРИАЛЬНЫЕ ТОЧКИ
№ точки Единица измерения 7 8 9 10 11 12
Доля пара 0 0 0 0 0 0
Температура оС 46 29 29 88 88 88
Давление атм. 11 2 12,5 9 9 13
Массовый расход кг/час 313,0 300,0 300,0 304,0 300,0 300,0
Плотность кг/м3 993 1006 1006 960 960 960
Вязкость Пас 5,910-4 8,510-4 8,510-4 3,310-4 3,310-4 3,310-4
Рисунок. Расчетная технологическоая схема блока обессоливания и обезвоживания нефти Тамсагбулаг
рудование (предварительно) [4]:
• теплообменник Т-1 «нефть -керосин»;
• теплообменник Т-2 «нефть - легкий газойль»;
• теплообменник Т-3 «нефть - тяжелый газойль»;
• теплообменник Т-4 «вода - рассольная вода»;
• электродегидратор ЭД-1;
• термодегидратор ТР-1;
• отстойник воды Е-4, 5 (1 и 2 ступени);
• смесители См-1, 2;
• блок насосов сырьевой нефти Н-1;
• блок насосов воды Н-2;
• блок насосов ЭЛОУ Н-13;
• комплект запорной, предохранительной и регулирующей арматуры.
Современная электрообессоливающая установка (ЭЛОУ) может быть как автономной, так и блоком в комплексе с установкой дистилляции нефти [5].
Сырьевым насосом (Н-1) с давлением 14 атм нефть прокачивается через группу рекуперативных теплообменников (Т-1, Т-2 и Т-3), где
за счет тепла дистиллятов, получаемых из нефти, нагревается до температуры 115-120 оС и через смеситель (См-1) подается в термоде-гидратор (ТР-1) первой ступени обессоливания. Рабочее давление в термодегидраторе (ТР-1) 11-12 атм., температура 115-120 оС
В емкости (Е-4) и (Е-5) подается нефть (эмульсия «нефть в воде»), которая из емкости (Е-4) направляется в (Е-5), где отстаивается и направляется в сырьевую емкость (Е-6). Рассольная вода после отстоя в емкости (Е-4) сбрасывается в емкость дренажную (Е-8/2), предварительно охлаждаясь в рекуперативном теплообменнике (Т-4), нагревая тем самым свежую поступающую в смеситель (См-2) воду до температуры 70-85 оС.
ВЫВОДЫ
Впервые предложены перспективный подход переработки нефти Тамсагбулаг и оптимальная принципиальная схема блока обессо-ливания и обезвоживания нефти. Рассчитан материально-тепловой баланс этого блока.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1. Монголия в 2011 г. увеличила импорт нефтепродуктов на 17% - до 1,055 млн т [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.oilcapital.ru/export/_153590.html
2. Садриев А.Р., Гречухина А.А., Хамидуллин Р. Ф. Изучение влияния механико-акустического воздействия на процесс обесвожвания нефти // Технологии нефти и газа. 2008. № 3. С. 42-46.
3. Wang Demin, Cheng Jiecheng, Wu Junzheng [et al.] Summary of ASP Pilots in Daging Oil Field. 1999. SPE57288
4. D. Khandmaa, B. Amarmend, B. Byambagar, S. Batmunkh // Design of distillation plants with vacuum units of Tamsagbulag crude oil., 5th International Conference on Chemistry and Chemical Engineering «CHEMISTRY AND CLEAN ENERGY - 2013»,
Ulaanbaatar, 2013. процессов переработки нефти и газа / С.А. Ахметов
5. Технология, экономика и автоматизация [и др.], 2005.
Поступило в редакцию 10 октября 2013 г.
