Головна » Статті » Конференція_2016_03_24-25 » Секція_2_Технології_і_природа

ЭКОБЕЗОПАСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОДОГРЕВА ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Андерсон Александр

инженер (теплотехник)

ПАО «ЭКСИМНЕФТЕПРОДУКТ»

Кологривов Михаил

к.т.н., доцент, старший научный сотрудник

Одесская национальная академия пищевых технологий

г. Одесса

 

ЭКОБЕЗОПАСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОДОГРЕВА ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

 

Рассматривается проблема загрязнения атмосферы продуктами сгорания газообразных и жидких топлив. Высоковязкие нефти и нефтепродукты при хранении и транспортировке подогревают до температур 600С ÷ 700С. Для подогрева применяют водогрейные и паровые котлы, которые работают, в большинстве случаев, на природном газе или мазуте. При сгорании топлив образуется большое количество вредной двуокиси углерода, которое можно рассчитать по составу топлива, используя известные формулы [1]. В таблицах 1 и 2 приведены варианты составов топлив.

Таблица 1

Компонентный состав природного газа

Газопровод

Объёмный состав газа, %

СН4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

С5Н12

N2

СО2

Н2S

Шебелинка

94,1

3,1

0,6

0,2

0,8

1,2

-

-

 

Таблица 2

Элементный состав мазута

Марка топлива

Состав рабочей массы топлива, %

Wр

Ар

Sр

Ср

Нр

Nр

Ор

Мазут сернистый

3,0

0,1

1,4

83,8

11,2

0,0

0,5

 

Расчетным путем получено, что при сжигании 1м3 природного газа (табл. 1) образуется приблизительно 1м3 углекислого газа, а при сгорании 1 кг мазута (табл. 2) – приблизительно 1,5м3 углекислого газа.

В качестве примера рассмотрим количество углекислого газа, которое образуется  на одной из перевалочных нефтебаз при работе паровых котлов на подогрев мазута при подогреве мазута в резервуарах. Данные по топливу и количеству СО2 приведены по месяцам года в табл.3.

Таблица 3

Потребление топлива и выделение углекислого газа

Квартал

Выбросы от мазута

Выбросы от газа

Мазут, т

СО2 , тыс. м3

Газ, тыс.м3

СО2 , тыс. м3

I

6238,1

9818,8

4072,2

4353,1

II

1110,5

1748,0

1619,2

1730,9

III

0

0

842,8

900,9

IV

175,9

276,9

3161,7

3379,9

Сумма

7524,5

11843,6

9695,9

10364,9

 

Данные по объёму СО2 в табл.3 приведены к нормальным условиям
(00С и 0,1013 МПа).  Годовое количество выбросов СО2 составило 22208,5 тыс.м3 или 44212тонн.

Альтернативной экологически безопасной технологией подогрева высоковязких жидкостей является технология использования тепла глубинных пород. На рисунке условно показана работа петрогеотермальной системы подогрева горячей водой мазута в резервуарах [2].

Вода из подпиточного бака 7 и резервуаров 5  насосом 6 закачивается в нагнетательную скважину 1. На расчётной глубине вода поступает в искусственно созданную зону проницаемых пород 2, которая носит название «подземный котёл». Вода проходит по многочисленным трещинам, которые образуются при гидравлическом разрыве породы, и нагревается. Горячая вода за счёт пластового давления отводится через эксплуатационную скважину 3 наверх и направляется в фильтры 4 для очистки от механических примесей, солей и др. После очистки горячая вода поступает в теплообменники 5, где отдаёт теплоту нефтепродукту и охлаждается. Цикл замыкается. Подпиточный бак 7 нужен для компенсации возможной потери части воды в системе.

Тепловая мощность одной эксплуатационной скважины с расходом циркулирующей воды 100 м3/ч и глубиной 3 км оценивается в 3,5 МВт при температуре горячей воды на выходе 950С.

 

 

1 – нагнетательная скважина;

2 – подземный котел;

3 – эксплуатационная скважина;

4 – блок фильтров;

5 – резервуарный блок;

6 – насосная станция;

7 – баки подпиточной воды.

 

 

 

 

Рис. 1.  Геотермальная циркуляционная система для подогрева мазута

Такая тепловая мощность соответствует уменьшению выбросов СО2 при сжигании природного газа на 360 м3/ч и при сжигании мазута на 500 м3/ч. Применительно к рассмотренному примеру  для замены работы паровых котлов на нефтебазе потребуется использовать воду из шести эксплуатационных скважин в наиболее холодный период. В результате замены полностью исключаются выбросы СО2 в окружающую среду.  

 

Литература

1. Кологривов М.М., Розрахунок характеристик палив і продуктів їх сгоряння. Посібник для самостійної роботи [Текст]/ Кологривов М.М.,  Притула В.В. - Одеса: Видавн. Центр ОДАХ, 2008. – 22 с.

2. Андерсон А.Ю., Подогрев мазута в резервуаре геотермальной энергией/ А.Ю. Андерсон, М.М. Кологривов/Промышленная теплотехника. – 2015, - Том 37. - № 7. – С. 201-207.

Категорія: Секція_2_Технології_і_природа | Додав: Admin (24.03.2016)
Переглядів: 312
Всього коментарів: 0