Абдель С. Н. Удосконалення технології переробки нафти з урахуванням її електрофізичних властивостей

Одним з шляхів реалізації зазначеної вище стратегії на практиці, який не потребує значних капітальних вкладень та суттєвого переоснащення існуючого виробництва є впровадження на підприємствах нафтопереробної галузі України, автоматичних систем контролю якості нафти та продуктів, одержуваних на різних стадіях технологічних процесів її переробки. Основним процесом переробки нафти, спрямованим на отримання широкого спектру паливно-мастильних матеріалів, на сьогоднішній день є первинна переробка, яка дозволяє отримувати дистилятні та залишкові фракції, що є базою для виробництва товарних паливно-мастильних матеріалів. Значно підвищити ефективність експлуатації установок первинної переробки нафти, з метою отримання палива високої якості, дозволить система глобального моніторингу та корекції (СГМК) технологічного процесу. Така система повинна охоплювати всі технологічні ділянки установок первинної переробки нафти (підготовку нафти, поділ на фракції та компаундування отриманих продуктів) та базуватися на врахуванні електрофізичних властивостей нафти та продуктів її переробки, виражених показником відносної діелектричної проникності ε. Показник ε володіє рядом позитивних моментів до яких відносяться: зручність у використанні, придатність до визначення якості нафти і продуктів її переробки в потоці та чутливість до групового хімічного та фракційного складу і різних видів забруднюючих домішок, що зустрічаються в нафті. Промислове впровадження на установках первинної переробки нафти СГМК, що базується на вимірюванні відносної діелектричної проникності (ε) дозволяє підвищити гнучкість та оперативність технологічного процесу виробництва нафтопродуктів, які за рівнем якості відповідають сучасним вимогам діючих стандартів. Обґрунтовано вплив на величину параметру ε нафти, газового конденсату та продуктів їх переробки – дистилятних і залишкових фракцій (мазуту), групового хімічного складу. Запропоновано оцінювати ступінь підготовленості нафти/газового конденсату за показником підготовленості нафти (ППН), який визначається як ППН = f(ε). На базі проведених теоретичних досліджень розроблено алгоритми, що дозволяють вдосконалити процес первинної переробки нафтової сировини через впровадження системи оперативного контролю технологічного процесу за значенням відносної діелектричної проникності сировини та продуктів її переробки. Запропоновано використовувати середнє значення показника відносної діелектричної проникності ε нафтової сировини для створення її нової альтернативної до існуючих, класифікації. Висунуто гіпотезу про використання в якості класифікаційного признаку типу нафтової сировини та напрямку її технологічної переробки, використовувати критерій прогнозування (КП), який включає в себе визначення параметру ε та додатково кінематичної в’язкості і коксівності за Конрадсоном. Встановлено, що показник ε суттєво залежить від групового хімічного складу (типу) нафтової сировини та змінюється в діапазоні значень від 2,05 до 2,94. При цьому, для сировини ароматичного типу (А) її середнє значення дорівнює 2,90; для сировини нафтенового (N) – 2,62; для сировини парафінового (P) типу – 2,28. Встановлено, що зі збільшенням вмісту води з розчиненими в ній хлористими солями, відбувається збільшення (так, для нафти, при вмісті 1% води з 100 мг/дм3 NaCl – це збільшення складає 0,2; при вмісті 1 % води з 300 мг/дм3 NaCl – це збільшення складає 0,3; при вмісті 1% води з 900 мг/дм3 NaCl – це збільшення складає 0,43) величини показника ε нафтової сировини. Експериментально підтверджено, що в залежності від значень КП нафту можна класифікувати наступним чином: при КП < 1,50, сировина відноситься до 0 типу; при 1,50 ≤ КП < 5,50, сировина відноситься до 1, 2 типу; при 1,50 ≤ КП < 11,00, сировина відноситься до 3 типу; при КП > 11,00, сировина відноситься до 4 типу. Розроблено конструкцію двохсекційного датчику при застосуванні якого, стабільний результат вимірювання показника ε нафтової сировини в потоці досягається схемою монтування датчику (на відвідному патрубку з запірною арматурою та муфтовими з’єднаннями), яка здатна запобігати утворенню турбулентного (Re >2300) режиму руху нафтової сировини крізь датчик. На підставі проведених досліджень, задля здійснення оперативного контролю технологічного процесу на всіх ділянках установки первинної переробки нафти, здобувачем запропоновано використання системи глобального моніторингу та корекції (СГМК).