способ подогрева потока нефти и нефтепродуктов на магистральных трубопроводах

Формула изобретения

Способ подогрева потока нефти и нефтепродуктов на магистральных трубопроводах, предусматривающий использование вторичных энергоресурсов газопроводов для подогрева и снижения вязкости перекачиваемого продукта, для чего участки магистральных нефтепроводов заводят на территории площадок компрессорных станций магистральных газопроводов, отличающийся тем, что частично объединяют технологические процессы трубопроводного транспорта нефти и газа с помощью теплообменной системы, а в качестве вторичных энергоресурсов газопроводов используют тепло, отбираемое от потока сжатого газа при его охлаждении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к энергосберегающим и экологически безопасным технологиям трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов и может быть использовано при сооружении новых, а также при модернизации действующих магистральных трубопроводов.

Известно, что технико-экономические показатели магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов в значительной степени зависят от вязкости перекачиваемого продукта. Подогрев нефти (нефтепродукта) снижает ее вязкость, следовательно снижает и гидравлическое сопротивление трубопроводной сети, что, в свою очередь, приводит к уменьшению расхода первичных энергоресурсов (газа, дизельного топлива, электроэнергии) на выполнение механической работы, необходимой для ее перекачки [1, 2].

Известен способ подогрева высоковязких нефтей и нефтепродуктов на промежуточных подогревательных пунктах магистральных трубопроводов, оборудованных огневыми или паровыми подогревателями [3]. Основные недостатки такого способа подогрева заключаются в необходимости расхода первичных энергоресурсов (нефти, мазута или газа) в виде топлива и в загрязнении воздушного бассейна вредными продуктами при сгорании этих видов топлива в топках огневых подогревателей или паровых котлов.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ подогрева нефти или нефтепродуктов за счет утилизации тепла на компрессорных станциях магистральных газопроводов [4].

Задача изобретения - сокращение расхода первичных энергоресурсов на трубопроводный транспорт нефти (нефтепродуктов) любой естественной вязкости и создание экологически чистой технологии ее подогрева на потоке.

Технический результат достигается тем, что для подогрева нефти (нефтепродукта), взамен сжигания в топках подогревательных пунктов нефти, мазута, газа или утилизации тепла выпускных газов газоперекачивающих агрегатов, используют экологически чистые вторичные энергоресурсы магистральных газопроводов - тепло, отбираемое от потока сжатого газа в теплообменных аппаратах.

Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что в предлагаемом способе, частично объединяют технологические процессы магистрального нефтепровода (нефтепродуктопровода) и магистрального газопровода через теплообменную систему, с помощью которой охлаждают транспортируемый природный газ и нагревают перекачиваемый по нефтепродуктопроводу продукт, чем обеспечивают создание энергосберегающей и экологически чистую технологию подогрева потока нефти (нефтепродуктов), транспортируемых по магистральным трубопроводам.

На чертеже представлена структурная схема, поясняющая заявленный способ подогрева потока нефти и нефтепродуктов на магистральных трубопроводах.

На схеме показаны компрессорная станция КС магистрального газопровода с компрессорным цехом КЦ, теплообменная система ТОС, линейная часть магистрального газопровода Г и линейная часть магистрального нефтепровода (нефтепродуктопровода) Н.

Магистральный трубопровод Н, трасса которого пролегает вблизи от компрессорной станции КС, заводят на площадку этой КС, где его соединяют (по последовательной схеме) с трубным пространством теплообменника 3 теплообменной системы ТОС.

Первичный энергоноситель (теплоотдатчик) - поток сжатого газа поступает в трубное пространство теплообменника 1 теплообменной системы ТОС и далее (в охлажденном состоянии) - в линейную часть магистрального газопровода Г. Одновременно в межтрубное пространство теплообменника 1 подается разделительная жидкость (промежуточный энергоноситель) - антифриз, тосол, турбинное или трансформаторное масло. В теплообменнике 1 под воздействием естественного температурного напора происходит теплопередача от первичного энергоносителя к промежуточному, т.е. охлаждение потока газа и нагрев разделительной жидкости.

В целях интенсификации теплообменного процесса в ТОС предусмотрена установка циркуляционного насоса 2 с электроприводом М. Нагретая разделительная жидкость прокачивается насосом 2 через межтрубное пространство теплообменника 3, в котором также (под воздействием естественного температурного напора) происходит теплопередача, но уже от промежуточного энергоносителя к теплоприемнику, т. е. нагрев нефти или нефтепродукта и охлаждение разделительной жидкости.

Из трубного пространства теплообменника 3 подогретая нефть (нефтепродукт) поступает в магистральный трубопровод Н, а из межтрубного пространства того же теплообменника 3 охлажденная разделительная жидкость поступает вновь в межтрубное пространство теплообменника 1, затем рабочий цикл повторяется.

Поскольку теплообменная система может включать в себя несколько параллельно работающих циркуляционных насосов 2, то в целях исключения обратного хода потока разделительной жидкости у неработающих насосов, каждый из них оснащается обратным клапаном 4. Запорная арматура 5 служит для оперативных переключений в ТОС при аварийных режимах.

Заявленный способ позволяет одновременно улучшать технико-экономические показатели как магистральных нефтепроводов (нефтепродуктопроводов), так и магистральных газопроводов за счет частичного объединения их взаимодополняющих (противофазных по физической сути) технологических процессов - охлаждения сжатого газа и нагрева потока нефти (нефтепродукта), эффективно используя для этих целей простую теплообменную систему и экологически чистые вторичные энергоресурсы магистральных газопроводов - тепло, отбираемое от потока сжатого газа.

Источники информации

1. Трубопроводный транспорт нефти и газа. Р.А.Алиев, В.Д.Белоусов, А.Г. Немудров и др. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра, 1988, 368 с.

2. Повышение эффективности использования газа на компрессорных станциях/ В. А. Динков, А. И. Гриценко, Ю.Н. Васильев, П.М.Мужиливский - М.: Недра, 1981, с. 216...228.

3. Бунчук В.А. Транспорт и хранение нефти, нефтепродуктов и газа - М.: Недра, 1976, с. 80...88.

4. Агапкин В. М. Итоги науки и техники. Сер. Трубопроводный транспорт. -М.: ВИНИТИ, том 9, 1982, с. 73.