Деловая слава России


Новости



МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты


АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Промышленность » Разработка и внедрение технологии производства углеводородных основ для буровых растворов

Промышленность: Разработка и внедрение технологии производства углеводородных основ для буровых растворов - 17-10-2018, 21:57

ОАО «Славнефть-ЯНОС»

 

ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЕ. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОСНОВ ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ В ОАО «СЛАВНЕФТЬ-ЯНОС».

 

 

Ни для кого не секрет, что богатейшие месторождения нефти были обнаружены во времена Советского Союза, и в настоящее время они уже частично или полностью исчерпаны. На северных участках нашей страны имеются разведанные крупные залежи нефти,  и в настоящее время открываются новые залежи углеводородов. Например, в ходе комплексной программы геологических испытаний «Мессояханефтегаз» открыл газонефтяную залежь, геологические запасы которой оцениваются в 85 млн. тонн, а извлекаемые запасы в 26 млн. тонн нефти, что сопоставимо с объемами самостоятельного месторождения углеводородов.

 

Это самые северные из разрабатываемых нефтяных материковых месторождений России. Сложное геологическое строение и суровые климатические условия вкупе с отсутствием транспортной инфраструктуры отложили начало освоения Мессояхи до второго десятилетия XXI века. В условиях крайнего севера к оборудованию и ресурсам выдвигаются жесткие требования. Добыча нефти на Восточно-Мессояхском месторождении, с которого началось освоение актива, ведется исключительно из горизонтальных скважин с длиной горизонтального участка около 1 тыс. м. На Севере цена ошибки крайне велика, поэтому большое внимание уделяется всем аспектам технологии бурения и, в частности, качеству бурового раствора.

 

Буровые растворы - многокомпонентная дисперсная система суспензионных, эмульсионных и аэрированных жидкостей, применяемых для бурения скважин. От правильного выбора материалов и реагентов для приготовления бурового раствора в значительной степени зависит успех и качество строительства скважин. Качественные основы буровых растворов имеют высокую стоимость. Одной из причин, обуславливающей сложившуюся ситуацию является то, что до 2017 года на рынке РФ отечественными производителями обеспечивалось только 25% спроса. ОАО «Славнефть-ЯНОС» активно развивает импортозамещающие технологии и в 2017 году предприятие приступило к выпуску углеводородных основ для буровых растворов на базе установки получения базовых масел 3 группы.

 

Современные основы буровых растворов должны иметь крайне низкую температуру застывания. В качестве основы раствора может применяться как минеральное масло, так и дизельное топливо, но предпочтение отдается минеральному маслу в связи с острыми вопросами по охране окружающей среды и промышленной безопасности при применении дизельного топлива. Для обеспечения пожарной и промышленной безопасности основы буровых растворов должны иметь относительно высокую температуру вспышки, низкую токсичность и высокую термостойкость. Требования к основам буровых растворов, предъявляемые ведущими отраслевыми компаниями представлены в таблице 1.

 

 

 

Наименование

Параметры

Кинематическая вязкость (при 40°С)

2,5-3,0 (максимум) сСт

Температура застывания (не выше)

минус 40°С

Анилиновая точка (выше)

72°С

Температура вспышки в закрытом тигле (выше)

80°С

Содержание ароматических углеводородов (менее)

3%

 

Таблица 1. – Требования к углеводородным основам буровых растворов.

 

 

Вязкость основы буровых растворов находится на уровне вязкости дизельного топлива и данный показатель будет гарантированно обеспечиваться. Температура застывания не выше минус 40°С находится на уровне арктических сортов дизельного топлива и может быть обеспечена с применением процессов депарафинизации (изомеризации или крекинга нормальных парафинов). Температура вспышки (не менее 80°С) существенно выше, чем у дизельного топлива, но традиционная ректификация позволит обеспечить этот показатель.

 

Единственным параметром, существенно отличающимся от показателей дизельного топлива является содержание ароматических углеводородов менее 3%, в то время как характерные значения для дизельных фракций - 18-35%. Снизить содержание ароматических углеводородов можно под давлением водорода порядка 150 ати, или при давлении водорода порядка 45 ати с применением специальных платиновых катализаторов. Оба процесса чрезвычайно дороги. Было решено проработать вопрос производства углеводородных основ буровых растворов на предприятии. Специалисты ОАО «Славнефть-ЯНОС» проанализировали имеющиеся процессы, рассмотрели различные варианты последовательностей технологических процессов. На имеющихся установках невозможно было получить продукт, удовлетворяющий всем требованиям качества.

 

Однако, такой продукт возможно получить на установке по производству базовых масел третьей группы, ввод в эксплуатацию которой планировался весной 2017 года. На установке, строящейся по лицензии фирмы Chevron Lummus Global, под давлением порядка 180 ати и температуре порядка 380°С происходит изомеризация нормальных парафинов на платиновом катализаторе с последующим гидрофинишингом и фракционированием. Исходным сырьем установки является парафинистое масло – непревращенный остаток гидрокрекинга. Принципиальная схема установки представлена на рисунке 1.

 

ОАО «Славнефть-ЯНОС» 

Рисунок 1. – Принципиальная схема получения углеводородной основы буровых растворов.


 

В исследовательской лаборатории ОАО «Славнефть-ЯНОС» была построена математическая модель фракционирующей вакуумной колонны в программе Petrosim для проведения комплексного анализа работы будущей установки. В качестве исходных данных были приняты материалы базового проекта. Проведенный расчет показал, что дизельная фракция колонны К-901 установки по производству базовых масел третьей группы будет полностью соответствовать требованиям, предъявляемым к углеводородным основам буровых растворов, а также показал возможность увеличения выхода данного продукта на 10% в сравнении с базовым проектом.

 

На основании этих расчетных данных был разработан стандарт предприятия СТО 00149765-008-2017 на маловязкие углеводородные основы для буровых растворов (МУОБР). В апреле 2017 был проведен пробный пуск установки, во время которого был отобран депарафинизат после реакторного блока и разогнан на фракции по 20°С на автоматической дистилляционной установке AUTOMAXX 9100 по ASTM D 2892 (рис.2)

ОАО «Славнефть-ЯНОС»

Рисунок 2. – Автоматическая дистилляционная установка AUTOMAXX 9100.

 


Узкие фракции были проанализированы в соответствии с требованиями к МУОБР. Данные приведены в таблице 2.

 

Фракция

Содержание фракции, % масс

Плотность при 20°С, г/мл

Температура вспышки в закрытом тигле, °С

Кинемати-ческая вязкость при 40°С, сСт

Температура застывания, °С

Содержание аромати-ческих углеводо-родов, % масс

Требования для МУОБР по

 СТО 00149765-008-2017

Не менее 80

1,7 - 3,0

Не выше минус 55

Не более 3,00

1

нк-40

0,40648

-

-

-

-

-

2

40-60

0,29126

-

-

-

-

-

3

60-80

0,49286

-

-

-

-

-

4

80-100

0,77715

-

-

-

-

-

5

100-120

1,28222

0,73686

ниже 10

-

-

-

6

120-140

1,23243

0,74512

20

-

-

-

7

140-160

1,21993

0,75992

28

-

-

-

8

160-170

0,55236

0,76893

43

-

-

-

9

170-200

2,27369

0,77448

57

1,158

-70 н/з

1,00

10

200-220

1,49632

0,78241

76

1,446

-70 н/з

0,75

11

220-240

1,48381

0,79055

92

1,803

-70 н/з

0,52

12

240-260

1,62330

0,80103

106

2,255

-67 н/з

0,26

13

260-280

1,89228

0,80992

118

2,922

-65

0,10

14

280-300

2,31274

0,81718

128

3,824

-60

0,06

15

300-320

3,37082

0,82668

153

5,233

-55

0,04

16

320-340

4,91421

0,82817

178

6,748

-50

0,02

17

340-360

7,04366

0,82862

201

8,714

-45

0,01

18

360-380

9,22674

0,82817

-

11,1

-30

отс.

19

380-400

11,14445

0,82899

-

13,95

-23

отс.

20

400-420

11,37949

0,83151

-

18,11

-17

отс.

21

420-440

9,77374

0,83394

-

22,54

-10

отс.

22

440-кк

25,80986

0,83763

-

37,88

5

отс.

26

Депара-финизат

-

0,81579

 

8,422

-25

0,10

 

Таблица 2. – Свойства узких фракций депарафинизата.

 

 

Из таблицы 2 видно, что:

 

- фракции, выкипающие до 170°С, невозможно вовлекать в МУОБР ввиду очень низкой температуры вспышки и вязкости;

- фракцию 170-220°С можно вовлекать в продукт в ограниченных количествах ввиду низких температур вспышки и вязкости, эти показатели должны быть обеспечены     за счет введения более тяжелых фракций;

- фракции, выкипающие в пределах 220-280°С, полностью соответствуют требованиям к продукту и они должны быть полностью в него вовлечены;

- фракции, выкипающие в пределах 280-300°С, имеют слишком высокую вязкость, их вовлечение ограничено, но возможно для компенсации вовлечения фракций 170-220°С;

- фракции, выкипающие выше 300°С, имеют слишком высокую вязкость и их вовлечение невозможно.  

 

Таким образом, максимальный отбор МУОБР составляет порядка 7% от получаемого депарафинизата. Однако часть фракций, выкипающих выше 240°С, необходимо вовлекать в базовое масло 2 сСт для обеспечения требуемой температуры застывания, поэтому отбор МУОБР на практике составляет несколько меньший показатель. На основании проведенных расчетов и анализа узких фракций депарафинизата на соответствие требованиям к МУОБР было принято решение о выпуске продукта с июня 2017 года.

 

 

Опыт промышленной эксплуатации установки подтвердил правильность и точность выполненного расчета. Качество производимой углеводородной основы в ОАО «Славнефть-ЯНОС» приведено в таблице 3.

 

Наименование показателя

Метод испытания

Фактическое значение

1.

Вязкость кинематическая при 40°С, мм2

ГОСТ 33,

ASTM D 445

1,8

2.

Температура вспышки в закрытом тигле, °С

ГОСТ 6356,

ASTM D 93

82

3.

Температура застывания, °С

ГОСТ 20287

(метод Б),

ASTM D 9

Ниже минус 55

4.

Общее содержание ароматических углеводородов, % масс

ГОСТ Р ЕН 12916

0,4

5.

Плотность при 20°С, кг/м3

ГОСТ 3900,

ASTM D 4052

794

6.

Внешний вид

 

Однородная прозрачная жидкость без видимых посторонних включений

7.

Анилиновая точка, °С

ГОСТ 12329,

ASTM D 611

81,6

8.

Температура вспышки в открытом тигле, °С

ГОСТ 4333

91

 

Таблица 3. – Качество выпускаемой МУОБР.

 

За год работы было выпущено порядка 6 тыс. тонн продукта. Необходимо отметить, что продукт существенно дороже дизельного топлива, которое должно было получаться по базовому проекту. Экономический эффект составляет около 100 млн рублей в год, но еще более важным является снижение зависимости от импорта данной продукции. Наша страна является одним из мировых лидеров по добыче нефти и импортозамещение и обеспечение нефтедобычи отечественными реагентами является стратегическим направлением развития российской экономики.

 

Выполнение данной работы специалистами ОАО «Славнефть-ЯНОС» позволяет надеяться на возрождение лучших традиций по разработке отечественных технологий. Собственным изысканиям в ОАО «Славнефть-ЯНОС» уделяется самое серьезное внимание. Исследовательская лаборатория здесь оснащена новейшим программным обеспечением для расчета технологических процессов, а так же приборами и методиками по проведению анализов нефтепродуктов. В лаборатории сложился творческий коллектив единомышленников профессионалов, эффективно использующих имеющиеся в распоряжении ресурсы.

 

Такой системный подход позволил разработать, запатентовать и внедрить в производство следующие технологии: снижения содержания серы в бензине каталитического крекинга, гидродемеркаптанизации реактивного топлива, получения дизельного топлива зимнего депарафинизацией тяжелой части, удаления сероводорода из мазута в токе азота и ряд других. Исследовательская лаборатория разрабатывает принципиально новые технологические процессы на уровне отраслевого НИИ. Экономический эффект от реализации собственных технологий за последние 10 лет составил 3 млрд рублей.



Ключевые теги: промышленность
 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО:

Календарь событий:

«    Ноябрь 2018    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30