ТЕХНОЛОГИЯ ТРАНСФОРМАЦИИ ТЯЖЕЛОЙ НЕФТИ   TCH

 

Назначение

Технология ТСН (кавитационная обработка углеводородов) предназначена для улучшения характеристик 

нефти для дальнейшей транспортировки.

     Перевод нефти из сверхтяжелого (тяжелого) класса до тяжелого (среднего), улучшая ее характеристики во 

время нефтепереработки.

 Цель проекта

Создание промышленных экологически чистых технологических комплексов по модификации тяжелой  нефти  для снижения ее вязкости и плотности с целью получения экономических преимуществ за счет:

  •  увеличения общего количества товарной нефти;

  • снижения затрат на ее транспортировку;

  •  увеличения выхода легких нефтепродуктов

Преимущества технологии. Экономическая целесообразность внедрения

  • создание промышленных экологически чистых технологических комплексов;

  • уменьшение плотности и вязкости тяжелого сырья без использования разбавителей таких, как нафта;

  • низкая стоимость транспортировки сырья по сравнению с разбавлением нафтой;

  • увеличение производства товарной нефти от 6 до 10%;

  • увеличение выхода светлых фракций;

  • увеличение производства в модульной форме.

Особенности технологии

  • При обычном термическом крекинге происходит диспропорционирование, имеющегося в сырье водорода, между образующимися газами, жидкими углеводородами с меньшей молекулярной массой и продуктами уплотнения в виде кокса. Образующиеся газы и кокс уменьшают выход товарной продукции.

  • Предлагаемая технология отличается от традиционных видом энергии и методом ее подвода для реализации в мягких низкотемпературных условиях физико-химических процессов, связанных с разрывом наименее прочных химических связей в компонентах нефти и взаимодействия образовавшихся радикалов с компонентом-донором водорода.

  • Применение разработанной технологии позволяет получить нефть с низкой вязкостью при отсутствии паразитного газообразования и коксовых отложений.

Описание технологии ТСН

  • Для улучшения параметров тяжелых нефтей, таких как плотность и вязкость, необходимо разрушить кластеры, образованные молекулами парафинов и асфальтенов. С применением технологии ТСН,  это  достигается с помощью кавитационного воздействия, что приводит к созданию локальных зон с крайне высокими температурами и давлением.

  • Однако, во время этого процесса формируются свободные радикалы, которые очень быстро восстанавливают новые цепи. Таким образом,  необходимо использовать добавки, которые позволяют связывать свободные радикалы прежде, чем они образуют длинные цепочки.

  • С другой стороны хорошо известно, что характеристики сырья могут быть улучшены  с помощью насыщения водородом, то есть уменьшение отношения C / H (углерода/водорода).

  • В технологии ТСН, использование добавок (модификаторов) позволяют параллельно решать две задачи: стабилизация радикалов и насыщение водородом. В качестве модификатора, экономически приемлемо и эффективно используется попутный газ на нефтяных скважинах. При отсутствии попутного газа, может быть использован пропан, бутан или метан.

  • Таким образом, изменение  параметров нефти (плотности и вязкости)  достигается за счет химических реакций, инициированных кавитационным процессом с участием модификаторов, что приводит к изменениям в составе и структуре нефти. Это изменение приводит к увеличению от 7% до 15% содержания светлых фракций (бензин и дизельное топливо)  и зависит от химического состава сырья, глубины процесса, от количества вводимого модификатора и времени выдержки нефти после обработки для завершения активированных кавитацией химических реакций.

  •  Технология ТСН позволяет существенно улучшить характеристики нефти для дальнейшей транспортировки, а также, по существу переводит нефть из одного класса в другой, из сверхтяжелого (тяжелого) до тяжелого (среднего), улучшая ее характеристики во время нефтепереработки.

Проведены лабораторные эксперименты и  изучены  технологические возможности 11 типов 

различных нефтей полученных с месторождений Колумбии, Перу, России и Украины.

 

График зависимости количества перегнанного вещества от времени перегонки

 
Для перегонки были взяты одинаковые количества исходной нефти и нефти обработанной. График 
увеличения мощности (передаваемый нагревателем колбе с перегоняемым образцом) был абсолютно одинаковым и для первого и для второго образца.Приведенный график показывает, что при обработке нефти были разрушены какие-то надмолекулярные ассоциаты (изначально 
присутствовавшие в сырье) в результате чего для отгонки такого же количества вещества 
потребовалось примерно на треть меньше времени (точнее на 36 %), а значит и энергии.   
Количество отгона было одинаковым,  но кубовый остаток при перегонке исходной нефти 
представлял собой твердый карбонизованный остаток, который из колбы извлечь (без ее 
разрушения) было невозможно, а в случае обработанной нефти это была густая жидкость,  
затвердевавшая при переливании в химический стакан.

Структуры в графике:

-Перегонка исходной нефти и нефти обработанной модификатором.

-Количество перегнанной нефти, мл.

-Время, мин.

 

Результаты проведения исследований:

 

— обработанная нефть в своем составе имеет как низкокипящие, так и высококипящие компоненты;

— для перегонки обработанной нефти требуется на треть меньше энергии, чем для перегонки 

исходной;

— при перегонке холодной обработанной нефти нет необходимости повышения температуры для 

поддержания ее в расплавленном состоянии.

Пилотное оборудование на 1 000 баррелей/день

 

Подготовленная нефть с заданным расходом и модификатор поступают в смеситель.

Подготовленная в смесителе реакционная смесь поступает в блок гидродинамической обработки, в котором за счет химических реакций, инициированных кавитационным воздействием с участием модификатора, происходит изменение состава и структуры нефти, выражающееся в изменении ее характеристик (плотности, вязкости, выхода светлых фракций).

  Активированные кавитацией химические реакции требуют для своего завершения определенного времени, которое обеспечивается пребыванием обработанного продукта в блоке стабилизиции состава.

  Стабилизированный продукт поступает в блок дегазации, где происходит разделение газов и жидкой фазы.

Стабильная нефть с улучшенными характеристиками отправляется в нефтепровод.

  Сбросные газы направляются в блок подготовки модификатора для рекуперации не вступивших в реакцию компонентов.

  Компоненты, неиспользуемые в составе модификатора, могут быть использованы в качестве газообразного топлива.