Учебное пособие «Оборудование подготовки и переработки нефти и газа» разработано для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров 241000 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» (профиль «Машины и аппараты химических производств») и 240100 «Химическая технология» (профили «Химическая технология органических веществ» и «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов»). Издание предназначено для изучения типового технологического оборудования отрасли при освоении ряда профильных дисциплин по указанным направлениям подготовки, связанных с изучением конструкций оборудования предприятий подготовки нефти и газа, их первичной и глубокой переработки, а также освоения основ проектирования технологических установок. Пособие может быть полезно также студентам и других направлений нефтегазового профиля.
В пособии обобщен и систематизирован имеющийся в литературе материал по процессам подготовки и переработки нефти и газа и оборудованию для их осуществления, используемому на предприятиях соответствующего профиля, в т.ч. и в Западносибирском регионе.
Материал разбит на пять глав, в которых изложены физико-химические основы процессов, применительно к рассматриваемым процессам подготовки и переработки нефтяного и газового сырья; их технологическое оформление и типовое технологическое оборудование (аппараты, агрегаты). Рассмотрена классификация, принципиальное устройство оборудования, разновидности, области их применения с учетом использования в нефтегазоподготовке и переработке, отмечены преимущества и недостатки каждой разновидности и основы безопасной эксплуатации. Разобраны отличительные конструктивные особенности аппаратов, предназначенных для работы в условиях высоких или низких отрицательных температур и высоких давлений. В конце каждой главы приведены вопросы для контроля степени освоения материала.
В первой главе дана краткая характеристика состава и свойств нефти и углеводородных газов и методов их переработки; приведена классификация основных процессов подготовки и переработки нефти и углеводородных газов и общая классификация оборудования для их реализации.
Вторая глава посвящена изучению физико-химических основ процессов промысловой подготовки нефти и газа, рассмотрению принципиальных технологических схем и основного оборудования установок подготовки нефти, природного и попутного нефтяного газа – аппаратов для разделения жидких и газовых неоднородных систем. Рассмотрены методы разделения водонефтяных эмульсий и очистки газов; приведены конструкции основных аппаратов для подготовки углеводородного сырья – сепараторов, отстойников, нефтегазоводоразделителей электродегидраторов, трубчатых печей, резервуаров, аппаратов для осушки углеводородных газов (абсорберов, адсорберов) и другого технологического оборудования.
В третьей главе рассмотрены процессы первичной переработки нефти и газа, в основе которых лежат процессы перегонки и ректификации. Рассмотрено технологическое оформление установок атмосферной и вакуумной перегонки нефти и газофракционирующих установок. Приведена классификация ректификационных колони и их внутренних элементов (контактных и других устройств). Разобрано принципиальное устройство ректификационных колонн для процессов атмосферной и вакуумной ректификации; охарактеризованы способы поддержания температурного режима работы колонн и методы создания вакуума. Приведена классификация и характеристика вспомогательного теплообменного оборудования с учетом разнообразия конструкций теплообменников и их применимости в процессах нефтегазопереработки.
Четвертая глава посвящена изучению вторичных процессов переработки нефти. Кратко охарактеризованы теоретические основы термических, термокаталитических процессов переработки нефтяного сырья (пиролиз, риформинг, крекинг) и газохимических процессы, технологическое оформление процессов, в т.ч. с учетом их реализации в Западносибирском регионе. Рассмотрено основное оборудование производств – реакционные аппараты процессов гидроочистки, каталитического риформинга и крекинга, печи пиролиза и другое реакционное оборудование. Приведена классификация реакторов с учетом различных признаков (фазовое состояние реагентов, наличие и состояние катализатора, гидродинамические, термодинамические и другие признаки). Отмечены конструктивные особенности аппаратов с учетом высоких температур и давлений проведения процессов; разобраны методы поддержания температурного режима для различных разновидностей реакторов.
Машины и агрегаты для перемещения жидких и газовых потоков в пределах технологической установки, используемые на любой стадии технологической цепочки, связанной с подготовкой и переработкой нефти и газа, рассмотрены в пятой главе. Приведена классификация насосов и компрессорных машин; принципиальное устройство основных их разновидностей, используемых для перемещения нефти и нефтепродуктов, а также для перемещения и сжатия углеводородных газов.
В структуру учебного пособия включены приложения, где приводится характеристика материалов для изготовления аппаратов нефтегазоподготовки и переработки с учетом температурного режима их работы и агрессивности сред; техническая характеристика основных разновидностей оборудования и их материальное исполнение.
Издание насыщено иллюстративным материалом – принципиальными технологическими схемами; эскизами и трехмерными моделями аппаратов, их узлов и внутренних элементов.