Перекачка высоковязких и застывающих нефтей в смеси с углеводородными разбавителями

Эффективный вариант трубопроводной транспортировки высоковязких и застывающих нефтей - их перекачка в смеси с другой нефтью с низкой вязкостью, либо с конденсатом.

Разбавители позволяют уменьшить вязкость и плотность транспортируемой нефти, но давление упругих паров при этом повышается:

Fig317
где pу.р.н  -  давление упругих паров разбавленной нефти;
pу.н  -  давление упругих паров нефти до разбавления.

Неравенство показывает, что при транспортировке разбавленной нефти давление на головной и промежуточной станции должно быть выше, чем при транспортировке сырой нефти.

Из-за этого обстоятельства, а также разницы в вязкости и плотности (последней можно пренебречь при расчете из-за небольшой разницы в плотности по сравнению с разницей в вязкости), характеристики комбинации сильно отличаются (рисунок справа).

Можно заметить, что гидравлические характеристики трубопроводов пересекаются в определенной точке, соответствующей расходу Q*. При расходе ниже этого значения напор, необходимый для перекачки нефтяной смеси, выше, поэтому напор разбавленной нефти больше плавучести исходной нефти; при Q > Q*, наоборот, напор разбавленной нефти при перекачке всегда меньше напора исходной нефти.

Давление упругих паров и вязкость разбавленной нефти зависят от температуры и количества добавленного в неё маловязкой нефти или конденсата.
Fig318
Совмещенные (Q-H)-характеристики участка тpyбoпpoвoдa и перекачивающей станции:
1 - для исходной нефти; 2 - для разбавленной нефти

Значение вязкости разбавленной нефти определяется, как:

Fig319
где νр.н  -  кинематическая вязкость разбавленной нефти;
νн  -  кинематическая вязкость исходной нефти;
νр  -  кинематическая вязкость разбавителя;
с  -  концентрация разбавителя.

Объемная концентрация разбавителя:

Fig320
где Vр  -  объём разбавителя в резервуаре;
Vн  -  объём нефти в резервуаре.

Эту же соотношение из-за гомогенности смеси можно трансформировать, используя расходы разбавителя Qр и нефти Qн:

Fig321

Уравнение для гидравлической характеристики нефтепровода при транспортировке разбавленной нефти имеет вид:

Fig322
где Hр  -  давление в начале трубопровода;
Hр.к  -  давление в конце трубопровода.

Потери совокупного напора на трение определяются, как:

Fig323

Где m соответствует режиму перекачки нефти с разбавителем и может отличаться от этой цифры при перекачке неразбавленной нефти с расходом Qn.

Гидравлические характеристики насосов и станции перекачки также определяются X:

Fig324

Если известен расход нефти, то зависимость баланса напоров используется для определения значения X и, следовательно, объёма разбавителя:

Fig325
где H⊗р.н(X)  -  кавитационный запас, которому надлежит соответствовать условию:
Fig326

Найдя значение X, суммарный расход Q нефти и разбавителя можно определить по формуле:

Fig327

Затем гидравлический напор в начале трубопровода может быть определен с помощью уравнения гидравлической характеристики для станции перекачки, который не должен превышать предельного значения.

Уравнение гидравлической характеристики для данного участка трубопровода затем используется для определения гидравлического напора в конце участка, чтобы обеспечить выполнение условия. Если эти ограничения соблюдены, то количество разбавителя выбрано правильно и через рассматриваемый участок трубопровода можно перекачивать заданный расход нефти.


Не нашли нужную информацию? Воспользуйтесь поиском по сайту