Система и способ управления и оптимизации гидротермального процесса облагораживания тяжелой сырой нефти и битума - RU2015141946A
Код документа: RU2015141946A
Формула
1. Система облагораживания непрерывного технологического потока углеводородного сырья, включающего в себя тяжелую сырую нефть, содержит
маршрут потока жидкости, сформированный с возможностью непрерывной доставки технологического потока по этому маршруту в направлении течения, при этом маршрут потока включает в себя
реактор, выполненный с возможностью принимать технологический поток вместе с водой при температуре на входе примерно от 60 до 200°С,
реактор, включающий в себя одну или более напорных труб, определяющих суммарный размер сечения потока внутри труб поперек течения, при этом общая длина одной или более напорных труб по меньшей мере в 30 раз превышает суммарный размер сечения потока внутри труб,
реактор, выполненный с возможностью подвода тепла на проходящий через него технологический поток, чтобы постепенно повышать температуру потока на входной части реактора до температуры на выходе T(max)1 в диапазоне около 260-400°С на выходной части реактора, при этом
реактор выполнен с возможностью поддерживать давление в технологическом потоке, достаточное для обеспечения однофазного течения технологического потока при T(max)1,
контроллер, выполненный с возможностью выборочно регулировать скорость движения технологического потока через реактор, чтобы сохранять общее время контакта технологического потока сырья в реакторе в интервале примерно от 1 до 25 мин;
причем упомянутая скорость потока, упомянутые длины напорных труб и упомянутый подвод тепла обеспечивают сведение к минимуму или предотвращение коксоообразования.
2. Система по п. 1, которая дополнительно содержит регенерационный блок, расположенный на выходе реактора на маршруте потока жидкости, где регенерационный блок выполнен с возможностью повторно извлекать воду и энергию из технологического потока, снижать температуру технологического потока, проходящего через регенерационный блок до упомянутой температуры на входе, и снижать давление паров технологического потока, проходящего через регенерационный блок.
3. Система по п. 2, в которой регенерационный блок содержит один или более сепараторов, выполненных с возможностью отделять воду, легкие углеводороды и любые другие летучие элементы в технологическом потоке.
4. Система по п. 3, в которой один или более сепараторов содержат испарительный барабан.
5. Система по п. 4, в которой регенерационный блок выполнен с возможностью управлять регенерацией тепловой энергии из технологического потока для выборочного управления температурой технологического потока, проходящего в испарительный барабан, и способствовать восстановлению легких углеводородов.
6. Система по п. 2, выполненная с возможностью добавлять один или более материалов в технологический поток до входа в регенерационный блок, чтобы образовывать, , по существу,, однородную дисперсную систему.
7. Система по п. 6, выполненная с возможностью добавлять один или более материалов в процесс в одной или более точках входа по потоку от точки, в которой технологический поток достигает температуры в пределах 80-90% от T(max)1.
8. Система по п. 6, выполненная с возможностью добавлять один или более материалов в реактор.
9. Система по п. 6, содержащая смеситель для предварительного смешивания, расположенный на маршруте потока жидкости перед реактором, где смеситель для предварительного смешивания выполнен с возможностью поддерживать и подавать технологический поток в реактор при упомянутой температуре на входе, и далее способный добавлять один или более материалов в технологический поток.
10. Система по п. 6, в которой один или более материалов выбираются из группы, состоящей из воды, пара, легких углеводородов, конденсата, дистиллятов, сырой нефти и их сочетаний.
11. Система по п. 6, в которой один или более материалов содержат воду.
12. Система по п. 11, в которой вода подается в технологический поток, чтобы обеспечить отношение ТСН к воде (ТСН : вода) в пределах около от 1:1 до 20:1.
13. Система по п. 11, в которой один или более материалов содержат легкие углеводороды.
14. Система по п. 13, в которой легкие углеводороды подаются в технологический поток, чтобы обеспечить соотношение присущих ТСН легких углеводородов (LHC), не присущих ТСН, (ТСН : LHC) в пределах примерно от 1:2 до 20:1.
15. Система по п. 13, дополнительно выполненная с возможностью добавлять легкие углеводороды в технологический поток в точке, находящейся перед точкой, где в технологический поток добавляется вода.
16. Система по п. 15, выполненная с возможностью добавлять легкие углеводороды в технологический поток в точке, в которой температура технологического потока находится в пределах приблизительно 60-70% от T(max)1.
17. Система по п. 13, в которой легкие углеводороды содержат один или более конденсатов, дистиллятов, сырых нефтей и их сочетаний
18. Система по п. 13, в которой регенерационный блок выполнен с возможностью получать упомянутые выше легкие углеводороды из технологической жидкости для повторного использования в технологическом потоке перед регенерационным блоком.
19. Система по п. 1, в которой внутренний поперечный размер одной или более напорных труб соответствует форме внутреннего диаметра, а суммарный поперечный размер потока внутри труб равен сумме внутренних диаметров любых напорных труб, способных направлять технологический поток параллельно одна другой.
20. Система по п. 1, в которой температура на выходе T(max)1 находится в переделах примерно 260°С - 325°С.
21. Система по п. 1, в которой реактор выполнен с возможностью поддерживать технологический поток под давлением, достаточным для того, чтобы, по существу, предотвращать образование газовой фазы отдельно от жидкой фазы в технологическом потоке внутри него.
22. Система по п. 21, в которой реактор выполнен с возможностью поддерживать технологический поток под давлением в диапазоне приблизительно 1500-3000 фунт/кв. дюйм.
23. Система по п. 22, в которой реактор выполнен с возможностью поддерживать технологический поток под давлением в диапазоне приблизительно 1500-2000 фунт/кв. дюйм.
24. Система по п. 22, в которой реактор выполнен с возможностью поддерживать технологический поток под давлением в диапазоне приблизительно 2000-3000 фунт/кв. дюйм.
25. Система по п. 1, в которой время контакта сырья рассчитывается как общий объем потока жидкости в реакторе по маршруту, деленный на скорость проходящего потока.
26. Система по п. 1, в которой контроллер выполнен с возможностью выборочно регулировать скорость нагрева технологического потока в реакторе.
27. Система по п. 1, содержащая смеситель для предварительного смешивания, расположенный на маршруте потока жидкости до входа в реактор, где смеситель для предварительного смешивания выполнен с возможностью поддерживать и подавать технологический поток в реактор при упомянутой температуре на входе.
28. Система по п. 27, в которой смеситель для предварительного смешивания выполнен с возможностью поддерживать технологический поток под давлением, достаточным для того, чтобы, по существу, предотвращать образование газовой фазы отдельно от жидкой фазы в технологическом потоке внутри него.
29. Система по п. 27, в которой смеситель для предварительного смешивания выполнен с возможностью добавлять один или более материалов в технологический поток, чтобы образовывать, по существу, однородную дисперсность.
30. Система по п. 1, в которой реактор разделен на последовательность подучастков реактора, расположенных через интервалы по маршруту потока.
31. Система по п. 30, в которой ТСН в технологическом потоке дезагрегируется, чтобы образовывать, по существу, однородную дисперсную систему при температуре в пределах около 80-90% от T(max)1, и один или более подучастков реактора, расположенный перед реактором, выполнены с возможностью нагревать технологический поток до заданной максимальной температуры T(max)1, а один или более подучастков реактора на выходе выполнены с возможностью нагревать технологический поток до второй заданной максимальной температуры (T(max)2.
32. Система по п. 31, в которой вторая заданная максимальная температура Т(max)2 приблизительно в 1,0-1,1 раз выше Т(max)1.
33. Система по п. 31, в которой вторая заданная максимальная температура Т(max)2 приблизительно в 1,1-1,4 раз выше Т(max)1.
34. Система по п. 31, содержащая одну или более ненагреваемых проточных камер, расположенных на маршруте потока в реактор на выходе одного или более подучастков реактора, где упомянутые один или более ненагреваемые проточные камеры являются изолированными, имеют такие размер и форму, чтобы способствовать кинетике, связанной с дезагрегацией и/или переработкой ТСН в технологическом потоке, проходящем через них, за счет увеличения времени контакта технологического потока при температуре на упомянутом выходе или выходах.
35. Система по п. 34, в которой одна или более проточных камер выполнена с возможностью нагреваться так, чтобы температура технологического потока, идущего от выхода каждой камеры, была приблизительно такой же, что и у входа в нее.
36. Способ облагораживания непрерывного технологического потока сырья, включающего в себя тяжелую сырую нефть (ТСН), при этом способ включает в себя подачу технологического потока в систему по п. 1.
