Коксование высоковязкой обводненной нефти

Цели. Возрастание доли высоковязкой и битуминозной нефти является характерной особенностью современной нефтедобычи. В России при ее добыче применяют технологии, основанные на использовании водяного пара. Применение таких технологий приводит к тому, что продуктовый поток, выходящий из добывающей скважины, может содержать большое количество воды. Подготовка нефти к переработке предполагает ее стабилизацию, обессоливание и обезвоживание. Вследствие того, что плотность добываемой нефти и содержащейся в ней воды сопоставимы, традиционные схемы подготовки к переработке высоковязкой и битуминозной нефти являются малоэффективными. Одним из возможных решений проблемы вовлечения такой нефти в топливно-энергетический и нефтехимический баланс является использование на первом этапе ее переработки процесса коксования. Для реализации этой идеи необходимо изучить влияние условий коксования высоковязкой обводненной нефти на выход и характеристики образующихся продуктов.

Методы. Объектом исследования была нефть с плотностью при 50 °С 1.0200 г/см³, содержащая 18 мас. % воды. Коксование проводили на лабораторной установке в «кубе». В качестве реактора использовался пустотелый цилиндрический аппарат, размещаемый в печи. Температура в реакторе варьировалась от 500 до 700 °С, давление от 0.10 до 0.35 МПа.

Результаты. Проведенные исследования показали, что при возрастании температуры коксования выход газообразных продуктов увеличивается, образование кокса уменьшается, а зависимость выхода жидких продуктов имеет экстремальный характер с максимумом в области температур 550–600 °C. Температура процесса влияет на состав жидких продуктов. При более низкой температуре в жидких продуктах выше содержание бензиновой и керосиновой фракций. Повышение давления приводит к возрастанию выхода газообразных продуктов, кокса и содержания в жидких продуктах низкомолекулярныхфракций углеводородов. Образующийся в процессе кокс по своим характеристикам близок к промышленно выпускаемым маркам. Отмечено, что при коксовании обводненной нефти до 98% водной эмульсии уходит с жидкими продуктами коксования, и лишь небольшое количество воды остается в образовавшемся коксе.

Выводы. Представленные результаты показывают возможность использования процесса коксования на начальном этапе переработки высоковязкой и битуминозной нефти. В этом случае существенно упрощается проведение стадии ее обезвоживания, так как в технологической схеме замедленного коксования предусмотрено отделение бензиновой фракции от воды.  

1. Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти. М.: АльянС; 2009. 509 с. ISBN 978-5-903034-51-2

2. Щелкачев В.Н. Отечественная и мировая нефтедобыча. История развития, современное состояние и прогнозы. М.: Институт компьютерных исследований; 2002. 132 с. ISBN 5-93972-189-3

3. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Заканчивание скважин. М.: Недра-Бизнесцентр; 2002. 667 c. ISBN 5-8365-0053-3

4. Уразаков К.Р., Богомольный Е.И., Сейтпагамбетов Ж.С., Назаров А.Г. Насосная добыча высоковязкой нефти из наклонных и обводненных скважин. М.: ООО «НедраБизнесцентр»; 2003. 303 с.

5. Форест Г. Добыча нефти: пер с. англ. М.: ОлимпБизнес; 2001. 416 с. ISBN 5-901028-38-4

6. Коршак А.А. Основы нефтегазового дела. Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис»; 2005. 528 с. ISBN 5-94423-066-5

7. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. М.: Недра; 1986. 332 с.

8. Степанов В.А., Арчегов В.Б., Козлов А.В., Смыслов А.А. Современные технологии разработки залежей сверхтяжелых нефтей и битумов, перспективы их применения в России. В сб.: Природные битумы и тяжелые нефти. Материалы Международной научно-практической конф. к 100-летию со дня рождения В.А. Успенского. СПб; 2006. С. 54–68.

9. Барэт Э. О возможностях коммерческой эксплуатации природного битума. В сб. трудов Международной конференции: Проблемы комплексного освоения трудно извлекаемых запасов нефти и природных битумов (добыча и переработка). Казань. 1994;1:78–85.

10. Каюкова Г.П., Петров С.М., Успенский Б.В. Свойства тяжелых нефтей и битумов пермских отложений Татарстана в природных и техногенных процессах. М.: Издательство ГЕОС; 2015. 341 с.

11. Муслимов Р.Х., Романов Г.В., Каюкова Г.П., Юсупова Т.Н., Петров С.М. Перспективы тяжелых нефтей. Всероссийский экономический журнал ЭКО. 2012;(1):35–40.

12. Глаголева О.Ф., Капустин В.М. Технология переработки нефти. В 2-х частях. Часть первая. М.: Химия. КолосС; 2007. 400 с.

13. Капустин В.М. Технология переработки нефти. В 4-х частях. Часть первая. Первичная переработка нефти. М.: КолосС; 2019. 451 с. ISBN 978-5-9933-0164-8

14. Солодова Н.Л., Терентьева Н.А. Современное состояние и тенденции развития каталитического крекинга нефтяного сырья. Вестник Казанского технологического университета. 2012;15(1):141–147.

15. Хисамов Р.С., Гатиятуллин Н.С., Шаргородский И.Е., Войтович Е.Д., Войтович С.Е. Геология и освоение залежей природных битумов Республики Татарстан. Казань: ФЭН; 2007: 295 с.

16. Гимаев Р.Н., Кузеев И.Р., Абызгильдин Ю.М. Нефтяной кокс. М.: Химия; 1992. 80 с. ISBN 5-7245-0483-9