При наливе сырой нефти в автоцистерны базовая цепочка остаётся той же, что и на любом наливном посту: насос, счётчик, регулирующий клапан и наливное устройство. Отличия определяются самой средой. Нефть может содержать растворённые лёгкие углеводородные газы, а на части месторождений и сероводород (H2S); парафинистая нефть теряет подвижность при низких температурах; в каждой партии присутствуют вода и механические примеси, а состав меняется от месторождения к месторождению и даже на одном промысле со временем. Поэтому система налива нефти требует дополнительных решений по контролю газа и паров, управлению температурой, отбору проб и способу определения количества.
Общая технологическая схема и состав наливного поста рассмотрены на странице «Системы налива автоцистерн». Здесь речь идёт только о требованиях, характерных именно для нефти.
Где нефть наливают в автоцистерны
Автомобильный вывоз нефти распространён там, где промысел не подключён к трубопроводу или трубопровод ещё не построен. Типичные случаи:
· Промысловые товарные резервуары: Добытая нефть накапливается в резервуарах на кусте или лицензионном участке и периодически вывозится; количество и качество фиксируются в момент передачи.
· Объекты раннего начала добычи: Временные сооружения, отгружающие нефть автотранспортом до ввода постоянного трубопровода.
· Пункты сбора и промежуточного хранения: Площадки, где нефть с нескольких участков консолидируется и доставляется на НПЗ или к пункту закачки в трубопровод.
При передаче нефти из промысловых резервуаров в практике отрасли выделяют три зоны измерения: зону резервуара, переходную зону и зону прицепа-цистерны. Выбор зоны, в которой определяется количество, напрямую задаёт место установки счётчика, датчика температуры и точки отбора проб.
Как свойства нефти меняют конструкцию налива
Особенности нефти и их влияние на систему налива
Свойство нефти | Что происходит при наливе | Проектное решение |
Растворённый газ и давление насыщенных паров | При снижении давления выделяется газ, в цистерне скапливаются горючие пары, через счётчик может пройти двухфазный поток | Закрытый налив, управление парами, достаточное давление на всасе насоса, газоотделение |
Сероводород (сернистая нефть) | Риск воздействия токсичного газа у открытых люков и узлов подключения | Газоанализаторы, методы замера и отбора проб без открытия люка, совместимость материалов |
Содержание парафина и температура застывания | На холоде растёт вязкость, парафин откладывается в трубах и счётчике | Оценка необходимости подогрева, путевой обогрев, дренаж и промывка |
Вода и механические примеси | Подлежат вычету из товарного количества; примеси изнашивают насос и счётчик | Представительная точка отбора проб, фильтр, определение содержания воды и примесей |
Переменные плотность и состав | Партии с одного участка могут различаться | Регистрация температуры, плотности и пробы по каждой партии |
Газ, пары и сероводород
Лёгкие компоненты, растворённые в нефти, такие как метан, этан, пропан и бутан, выделяются при падении давления или росте температуры. Давление насыщенных паров нефти считается важным физическим свойством для транспортировки, хранения и обращения с ней. Пары, вытесняемые из цистерны при наливе, горючи и могут снижать содержание кислорода. Смертельные случаи при ручном замере и отборе проб на промысловых резервуарах сделали воздействие углеводородных газов и паров приоритетной темой безопасности в отрасли.
Поэтому для нефти предпочтителен закрытый налив: герметичное подключение, отвод паров из дыхательной арматуры цистерны в контролируемую точку, получение данных об уровне, температуре и пробе без открытия люка резервуара или цистерны оператором. Сбрасывать пары в атмосферу, собирать их или направлять на обработку, определяют местные экологические требования и проектное задание. На объектах с сернистой нефтью стационарные датчики H2S, уставки сигнализации и места сбора персонала с учётом преобладающего ветра входят в объём системы налива.
Выделение газа влияет и на точность. Свободный газ, прошедший через счётчик, может быть учтён как жидкость, и количество окажется завышенным. Снижают этот риск поддержание давления на всасе насоса, газоотделитель там, где он нужен, и противодавление после счётчика.
Вязкость, парафин и решение о подогреве
Тяжёлая и парафинистая нефть при низкой температуре плохо перекачивается и может застывать. Температура застывания служит показателем наименьшей температуры, при которой нефть ещё пригодна к перекачке, и в зависимости от термической предыстории может выражаться диапазоном. Необходимость подогрева определяют по температуре застывания и кривой вязкости в сочетании с климатом площадки, длиной трубопроводов и простоями между наливами.
Подогрев требует компромисса: при росте температуры вязкость снижается, но увеличивается испарение лёгких фракций. Поэтому температура ограничивается и условиями перекачки, и образованием паров. Во взрывоопасных зонах электрический путевой обогрев подбирается для взрывоопасных сред, а допустимая температура окружающей среды для электроники счётчика учитывается в проекте обогрева.
Вода, примеси и точка отбора проб
Товарное количество налитой нефти определяется за вычетом воды и механических примесей. Их содержание устанавливают полевым или лабораторным анализом пробы, отобранной во время налива. Чтобы проба была представительной, поток в точке отбора должен быть хорошо перемешан, а отбор должен идти пропорционально расходу в течение всего налива. Методы подробно описаны на странице «Системы автоматического отбора проб нефти».
Песок и примеси изнашивают внутренние части насосов и счётчиков. Фильтр перед счётчиком снижает этот риск, а контроль перепада давления на нём позволяет заметить засорение раньше, чем упадёт производительность налива.
Каким способом определять количество
Традиционно количество налитой нефти определяют замером уровня в промысловом резервуаре до и после налива либо прямым измерением расхода. При учёте по счётчику применяют блочный узел учёта на линии налива или измерительную установку, смонтированную на автоцистерне; в обоих случаях в расчёт входят температура, плотность и результат определения воды и примесей. Выбор счётчика с учётом вязкости рассмотрен на странице «Блочные узлы учёта нефти», расчёт товарного количества на странице «Системы коммерческого учёта нефти».
Статическое электричество и взрывоопасные зоны
Налив нефти ведётся в среде, где возможны горючие пары. Заземление автоцистерны с контролем заземления является условием разрешающего сигнала на налив. Классификация взрывоопасных зон вокруг наливного поста определяет вид взрывозащиты электрооборудования и прокладку кабелей. Ограничение начальной скорости налива, исключение налива свободно падающей струёй и сигналы защиты от перелива секций цистерны относятся к общим мерам, которые в полной мере действуют и для нефтяных паров.
Участие TLY Enerji
В зависимости от объёма проекта TLY Enerji оказывает инженерную поддержку в подборе счётчиков, датчиков температуры и давления, газоанализаторов и регулирующих клапанов для конкретной нефти, а также может выполнить поставку, монтаж и пусконаладку этого оборудования. В объём может входить интеграция разрешающих сигналов налива с системой управления и сбора данных на базе ПЛК. Границы поставки определяются после уточнения интерфейсов между наливным постом, промысловыми резервуарами и системой обращения с парами.
Исходные данные для проекта налива нефти
· Анализ нефти: плотность, вязкостно-температурная кривая, температура застывания, давление насыщенных паров, диапазон содержания воды и примесей
· Содержание H2S или сведения о том, что нефть сернистая
· Источник налива: промысловый резервуар, объект раннего начала добычи или резервуар терминала
· Тип цистерны, число секций и способ подключения
· Количество отгрузок в сутки и целевое время налива
· Предпочтительный метод определения количества: замер уровня, счётчик на линии налива или измерение на автоцистерне
· Местные требования к обращению с парами и выбросам
· Климат площадки, минимальная температура воздуха и доступные энергоресурсы
Связанные страницы
· Общая инженерия систем налива автоцистерн: Цепочка насос, счётчик, клапан и наливное устройство вне зависимости от продукта.
· Системы автоматического отбора проб нефти: Представительный отбор проб при наливе для определения воды и примесей.
· Блочные узлы учёта нефти: Подбор счётчика и вспомогательного оборудования по вязкости и обводнённости.
· Системы слива нефти из автоцистерн: Определение количества нетто при приёме нефти с автотранспорта.
· Терминалы сырой нефти: Общие потребности нефтяных объектов в учёте и перекачке.
Частые вопросы о наливе нефти
Почему налив нефти проектируют иначе, чем налив нефтепродуктов?
Нефтепродукты выходят с НПЗ с заданными свойствами. Нефть же может содержать растворённый газ, переменное количество воды и примесей, а на части месторождений сероводород и парафин. Из-за этого контроль газа и паров, оценка подогрева, место отбора проб и расчёт количества нетто за вычетом воды и примесей становятся неотъемлемой частью проекта налива.
Всегда ли нужен подогрев при наливе нефти?
Нет. Лёгкую малопарафинистую нефть в тёплом климате часто перекачивают без подогрева. Потребность оценивают по температуре застывания, поведению вязкости, минимальной температуре воздуха и простоям между наливами. Поскольку нагрев усиливает образование паров, температуру не поднимают выше необходимой.
Зачем замер и отбор проб без открытия люка?
Открытие люка промыслового резервуара для замера или отбора пробы может подвергнуть персонал воздействию высоких концентраций углеводородных паров и воздуха с пониженным содержанием кислорода. После подобных происшествий в отрасли сложились методы, позволяющие определять количество и качество без прямого доступа к люку. Закрытые методы повышают и безопасность, и воспроизводимость измерений.
Что будет, если через счётчик при наливе пройдёт газ?
Свободный газ может быть зарегистрирован как жидкость, и налитое количество окажется завышенным. Ограничить эффект помогают поддержание давления на всасе насоса, газоотделитель при необходимости и противодавление после счётчика. Для нефти с высоким газосодержанием условия давления в точке измерения нужно оценивать на ранней стадии проекта.