Нефтеперабатывающий сектор, как опорная отрасль всей добывающей промышленности

     Содержание

     Введение

     1 Расчет трубопровода

     1.1 Механический расчет

     1.2 Технологический расчет

     1.3 Теплотехнический расчет

     1.4 Расчет катодной защиты

     2  Основные сведения о промежуточной  насосной станции

     3 Охрана труда и требования  безопасности при обслуживании линейной части МНП

     4 Охрана окружающей среды. Методы  очистки сточных вод

     Список  использованной литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Исходные  данные

     Введение

        Нефтяная промышленность сегодня  – это крупный народнохозяйственный  комплекс, который  живет и  развивается по своим закономерностям. 

     Что значит нефть сегодня для народного  хозяйства страны? Это:

• Сырье для нефтехимии в производстве синтетического каучука, спиртов, полиэтилена, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделий из них, искусственных тканей;
• Источник для выработки моторных топлив ( бензина, керосина, дизельного и реактивного топлива), масел и смазок а также котельно- печного топлива(мазут), строительных материалов (битумы, гудрон, асфальт);
• Сырье для получения ряда белковых препаратов, используемых в качестве пищевых добавок в корм скоту для стимуляции роста.

     В стратегии развитии государства  «Казахстан – 2030» Президент страны Нурсултан Абишевич  Назарбаев подчеркнул роль нефтеперабатывающего сектора, как опорной отрасли всей добывающей промышленности и обозначил необходимость развития химии и нефтедобывающей промышленности.

      Энергоресурсы и доступ к экспортным магистралям является важным вопросом внутренней и внешней политики, одной из значимых составляющих национальной безопасности страны.

      В связи с этим одним из долгосрочных приоритетов развития Казахстана являются энергетические ресурсы.

      Стратегическая задача состоит в их эффективном использовании с целью получения доходов, которые будут способствовать устойчивому экономическому росту и повышению уровня жизни народа.

      Ориентирами энергетической политики Казахстана определены энергетическая безопасность, энергетическая эффективность и экологическая безопасность энергетики.

      Развитие  отраслей топливно-энергетического  комплекса осуществляется в соответствии со Стратегией развития Казахстана до 2030 года, задачами, поставленными Президентом  страны перед правительством и министерством в ежегодных Посланиях народу Казахстана.

      Конкретные  мероприятия определены в Программе  Правительства Республики Казахстан, Стратегии индустриально-инновационного развития Казахстана на 2003-2015 годы, отраслевых программных документах, в том числе Государственной программе освоения казахстанского сектора Каспийского моря.

      Нефтегазодобывающим сектором республики разрабатывается  более 80 месторождений углеводородного  сырья, проводятся работы по прогнозированию  и выявлению новых перспективных месторождений нефти и газа, ускоряются их разведка, разработка и ввод в эксплуатацию.

      В настоящее время утвержденные ГКЗ  извлекаемые запасы нефти в государстве, включая казахстанский сектор Каспийского  моря, составляют около 4,8 млрд. т, или 35 млрд. баррелей.

      По  данному показателю мы вошли в  первую десятку стран мира. (Казахстан  занимает второе место в мире по запасам среди стран, не входящих в ОПЕК).

      Общие прогнозные ресурсы углеводородов  РК оцениваются в пределах 12-17 млрд. т, из них более 60% (8 млрд. т) приходится на казахстанский сектор Каспийского моря.

      Развитие  нефтеперерабатывающей отрасли 

      Поставки  нефти на внутренний рынок 
Поставки нефти на внутренний рынок республики и на экспорт из ресурсов нефтедобывающих компаний производятся:

      - на основе баланса внутреннего  потребления горюче-смазочных материалов;

      - с учетом регионального распределения  добычи нефти нефтедобывающих  компаний;  

      - на основании графиков, утверждаемых  Министерством энергетики и минеральных  ресурсов Республики Казахстан.

      Статьей 14 Закона Республики Казахстан «О недрах и недропользовании» и статьей 53 Закона Республики Казахстан «О нефти» закреплено, что передача права недропользования и передача доли участия (пакета акций) юридическому лицу являющемуся подрядчиком по контракту, осуществляется с разрешения компетентного органа. Компетентный орган вправе отказать в передаче права недропользования в том случае, если передача права недропользования повлечет за собой несоблюдение требований по обеспечению национальной безопасности страны, в том числе в случае концентрации прав в рамках контракта и/или концентрации прав на проведение операций в области недропользования. Также данное основание предусмотрено недавно введенной нормой в отказе компетентного органа заявителю на право участие в конкурсе (ст. 41-6).

      Кроме того, в целях обеспечения национальной безопасности республики в 2004 и 2005 годах  в часть третью статьи 71 Закона о  недрах были внесены поправки, которые  наделили государство приоритетным правом приобретения права недропользования, а также долей в компаниях, осуществляющих операции по недропользованию, а также их материнских компаний.

      Данная  норма позволила государству  приобрести:

      - 33% акций компании «PetroKazakhstan Inc.»  по цене $55 за акцию, что составило $1 347 238 200 в пользу национальной компании АО «НК «КазМунайГаз»;

      - 50% доли участия в уставном  капитале ТОО СП «Казгермунай»  в пользу национальной компании  АО «НК «КазМунайГаз» за $1 000 000 000;

      - 50% акций АО «Каражанбасмунай»  по Соглашению о принципах, согласно которому компания CITIC Canada Energy Limited уступит АО «НК «КазМунайГаз» (или его аффилиированному лицу) 50% акций, приобретенных у компании Nations Energy Company LTD. в первом полугодии 2007 года.

      Вместе  с тем, учитывая возрастающую роль республики в обеспечении энергетической безопасности мировой экономики и необходимость обеспечения эффективного использования ресурсов недр во благо народа Казахстана, министерство проводит дальнейшую работу по совершенствованию правовых механизмов регулирования рынка недропользования.

      Последние шаги в этом направлении были реализованы  законом от 12 января текущего года, которым предусмотрена норма  о получении разрешения на передачу долей участия (пакета акций) юридическому лицу, осуществляющему операции по недропользованию по твердым полезным ископаемым. Установлены ограничения на передачу права недропользования в течение 2 двух лет с момента заключения контракта. Данная поправка направлена к сокращению числа спекулятивных сделок в отношении права недропользования, вызванных ростом мировых цен на основные сырьевые ресурсы. Это позволит привлечь в недропользование реальных инвесторов, заинтересованных в рациональном использовании недр.  
Также данным законом исключена статья 45-1 Закона «О недрах», устанавливающая право компетентного органа приостанавливать проведение операций по недропользованию. Данное положение позволяет компетентному органу производить расторжение контрактов на недропользование в одностороннем порядке в случае неустранения недропользователем нарушений условий контракта в срок установленный в уведомлении о нарушении.

     Приоритетными в ХХ1 веке являются проблемы экологической  безопасности и экологического мониторинга. Отсюда основная задача – надежность и безопасность трубопроводных систем, превентивные меры предотвращения аварий.

     Повышенные  требования к качеству эксплуатации предопределяют и условия работы нефтепроводов, связанные с большой  недогрузкой, требующие принятия неординарных и экономически целесообразных решений. Возросшие требования к эксплуатационному персоналу предполагает необходимость повышения теоретического уровня специалистов и знаний ими современных технологий и приемов, позволяющие дробиться максимальной эффективности эксплуатации нефтепроводов, при минимуме риска нанести ущерб обслуживающему персоналу и природе.

     Характеристика  местности. Атырауская область

     Город Атырау (до 1992 г. – город Гурьев) –  областной центр Атырауской области  основан в 1640 г. купцом Михайло Гурьевым, который положил начало Яицкому  городку, в 1708 г. переименованному в город Гурьев, расположен на реке Урал.    

       Атырауская область (до 1992 г. –  Гурьевская) образована в 1938 году, находится на западе республики. На западе область граничит  с Астраханской областью РФ, на  севере – с Западно-Казахстанской, на востоке – с Актюбинской и на юго-востоке – до плато Устюрт  с Мангистауской областью и омывается водами Каспийского моря. Область занимает территорию свыше 118 тыс.кв.км. Протяженность границы с севера на юг – 350 км, с востока на запад – более 600 км. Климат, несмотря на близость моря, резко континентальный, крайне засушливый, с жарким летом (+40-42 С) и холодной зимой (-38 - 40 С).

     Рельеф  местности – равнинный. По области  протекают 4 крупные реки, имеется 1 озеро. Главная водная артерия области – река Урал впадает в Каспийское море в 45-50 км южнее г.Атырау.  По характеру почвенного покрова и растительности территория делится на 4 зоны: приморскую, приречно-пойменную, полупустынно-степную и зону песков. Лесной массив занимает чуть более 1% территории.     

       Население составляет 450 тыс. человек  (3% населения РК), территория –  118,6 тыс. кв. км (4,35% от общей площади  страны), средняя плотность населения  – 3,8 чел. на 1 кв. км.   

       В области находится 2 города, 7 сельских районов, 14 поселков, 189 сельских и аульных округов. Городское население составляет 58,3%, сельское – 41,7%. В области функционирует около 200 школ, 10 колледжей, 3 вуза, имеется 40 больничных учреждений.     

       Область наряду с богатствами  Каспийского моря располагает  крупными  месторождениями нефти и газа, бората, калийных и натриевых солей .

       Уже к концу 20-х годов XX века в пределах южной части Прикаспийской впадины было выявлено свыше 300 куполов, шло геологическое, сейсмическое картирование, переход на новые методы бурения. Эмбинские нефтяные промыслы сыграли важную роль в освоении огромного степного края. По величине запасов нефти Тенгизское месторождение уступает в СНГ лишь Самотлорскому месторождению в Тюмени.     

       Освоение месторождения Тенгиз  привело к созданию нового промышленного района, развитию инфраструктуры, социальной и культурной сфер, подъему экономического потенциала как Атырауской области, так и всей республики в целом. Казахстан вошел в число крупных нефтедобывающих государств мира. В настоящее время в области ведутся интенсивные работы по освоению шельфа Каспийского моря. По прогнозным оценкам, добыча нефти к 2010 году должна достигнуть 55 млн. тонн в год,  а к 2030 году 74-75 млн. тонн. Увеличение объёма добычи нефти и газа требует ускоренного решения проблем транспортировки внутри и за пределами страны.

     Социально-экономическое  развитие области в 2001 году характеризуется  следующими показателями.    

       По итогам года область имеет  наибольший удельный вес в  республиканском объеме инвестирования  в основной капитал, главным образом в добычу нефти и газа. В стоимостном объеме национального богатства область занимает первое место в стране (балансовая стоимость основных средств составляет более 21% от республиканского объема). Объем произведенной промышленной продукции также самый высокий в стране, причем начиная с 1999 г. он возрастает год от года. В то же время валовая продукция сельского хозяйства, произведенная в области в 2001 г., находится на одном из последних мест – 13 среди 14 областей.

     Приоритетными направлениями развития экономики Атырауской области являются топливно-энергетическая, обрабатывающая, агропромышленная и рыбная отрасли, производство строительных материалов.     

       В структуре промышленного производства  самый высокий удельный вес  занимает добыча сырой  нефти и попутного газа, перегонка нефти, производство и распределение электроэнергии.   

        На территории области выявлены уникальные месторождения нефтегазового и газоконденсатного сырья. Запасы нефти промышленных категорий на действующих и подготовленных месторождениях составляют 840 млн. тонн. Основная часть приходится на одно из крупнейших в мире месторождение Тенгиз. По оценкам в Тенгизе сосредоточено свыше 2,5-3 млрд. тонн нефти, свыше 1800 млрд. куб. метров попутного газа.     

       Основные перспективы увеличения добычи нефти в нашей стране связаны с освоением казахстанского сектора Каспийского моря – месторождения Курмангазы, геологических структур Нурсултан, Улытау и Ракушечное – море в южной акватории казахстанского сектора Каспия и Дархан – к востоку от Курмангазы. К 2015 г. на морских месторождениях ежегодно будет добываться до 100 млн. тонн нефти. На месторождении Курмангазы предполагается пробурить две разведочные скважины глубиной 2000 и 1300 м., что может сопровождаться нарушением естественного состояния окружающей среды, хотя разработчики проекта полностью исключают химическое загрязнение морской воды. Бурение осложняется тем, что Курмангазы располагается в замерзающей части моря, 5-6 метровая глубина требует применения плавучих средств.

       Разработка месторождения позволит  развить местную инфраструктуру, технический и танкерный флот, создать новые рабочие места,  обучить кадры, привлечь к работам  максимальное количество местных  подрядчиков, поставщиков материалов, товаров и услуг, использовать отечественный научный потенциал, увеличить налоговые сборы, решить вопросы охраны окружающей среды, улучшить состояние мелиорации земель, увеличить воспроизводство рыбных запасов, обеспечить полноту стока в Каспий волжской и уральской воды.     

       Основные грузовые потоки в  настоящее время идут по железной  дороге. Транспортируется в основном  сырая нефть и нефтепродукты  в ближнее и дальнее зарубежье.  Трубопроводный транспорт представлен  нефтяными и газовыми трубопроводами  и магистральным водопроводом «Астрахань-Мангышлак». Протяженность нефтепроводов составляет 1237 км, их пропускная способность позволяет ежегодно экспортировать 13,0 млн. тонн нефти. Протяженность магистральных газопроводов  - 3058 км, пропускная способность – 40,8 млрд. куб. м в год.     

       Атырауский нефтеперерабатывающий  завод (АНПЗ) самый старый перерабатывающий  завод в Казахстане. Он был  построен в 1945 году. В настоящее  время ассортимент выпускаемых  нефтепродуктов достиг 15 наименований, имеет место недозагрузка производственных мощностей завода.  Реконструкция позволит АНПЗ осуществлять глубокую переработку светлых нефтепродуктов, расширить номенклатуру и производить нефтепродукты, соответствующие мировым стандартам: автобензин АИ-95, зимнее дизельное топливо без добавления присадок.   

     Атырауская  область является лидером в Казахстане по привлечению иностранных инвестиций. На регион приходится более трети  от общего объёма привлеченного иностранного капитала. Область сотрудничает с 45 странами мира. Созданы  и успешно работают 243 предприятия с иностранным участием.

       Основными направлениями инвестиционной  политики являются привлечение  отечественных и иностранных  капиталов в перерабатывающую  и обрабатывающую промышленности  и строительство объектов коммунального  хозяйства. Среди объектов инвестиций завод полиэтиленовых труб, реконструкция АНПЗ, развитие аэропорта Атырау, позволяющего производить приём большегрузных воздушных судов, реконструкция автомобильных дорог республиканского значения. На стадии реализации проект строительства дренажных систем для снижения уровня грунтовых вод в городе Атырау, сбора и утилизации бытовых отходов от населения. Планируется строительство завода по переработке мусора, строительство водоочистных сооружений в 37 населенных пунктах области. Реализуется пилотный проект «Водоснабжение и санитария в г. Атырау». Другим важным с точки зрения экологии является проект утилизации серы. Для города важным является строительство объектов инфраструктуры - бизнес-центра, супермаркета и гостиничных комплексов, жилых комплексов и автомобильного моста. Благодаря нефтегазовому комплексу было осуществлено финансирование строительства птицефабрики  и реконструкция тепличного комплекса в г. Атырау, а также реконструкция осетровых заводов.

     Для Казахстана устойчивое  развитие  Атырауского  региона имеет особое значение не только потому, что здесь сосредоточены огромные запасы нефти и газа и вкладываются значительные инвестиции в освоение углеводородных ресурсов, что должно позволить улучшить  качество жизни населения прикаспийского региона и всего народа Казахстана, но и потому, что город Атырау расположен прибрежной зоне крупного внутреннего водоема и при неразумной экологической политике  это может повлечь рост загрязнения морской среды и приводить к нарушениям в состоянии морской экосистемы, в конечном   итоге отрицательно сказываясь на благополучии людей.

     РАСЧЕТ  ТРУБОПРОВОДА

     1.1 Механический расчет

     Целью механического расчета является расчет магистрального нефтепровода на прочность, то есть определение толщины  стенки труб, напряжений действующих в трубопроводе и проверке. Для сооружения магистрального нефтепровода используются трубы контролируемой прокладки, изготовленные на Выксунском заводе. Согласно ТУ14-1370-84 коэффициент надежности по материалу для этих труб принимаем n=1,1 временные сопротивления материала после разрыва (приложение 2).

        1)Расчет толщины стенки трубопровода.

     Расчет сопротивления растяжению металла труб.

                               (1)

            (2)

     Где R₁^н- нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб, принимается равным минимальному значению временного сопротивления (предела прочности) R₁^н=510 мПа. (приложение 4).

     m-коэффициент условий работы трубопровода принимаем по I и II категории m =0,75, по III и IV категории m =0,9. (приложение 1).

     k₁, k_н- коэффициент надежности, соответственно, по материалу и назначению трубопровода, принимаемые по приложению, k₁=1,4,  k_н=1,05. (приложение 2).

     Расчет толщины стенки трубопровода.

          (3)

          (4)

     Где n- коэффициент надежности по нагрузке внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, принимаемый по приложению, n=1,1. (приложение 2).

       Р_р – рабочее давление (по заданию).

     R₁ и R₂-расчетное сопротивление металла трубы.

     D_н - наружный диаметр трубопровода (по заданию).

     Расчет  внутреннего диаметра трубопровода.

          (5)

         (6)

     Где D_н - наружный диаметр трубопровода (по заданию).

     d- расчетная толщина стенки.

     Определение температурного перепада:

            (7)

     где  t₁- температура наружного воздуха при укладке трубопровода принимается t=25⁰С,  t_гр- температура грунта (по заданию). 

     Расчет  продольного осевого сжимающего напряжения.

 (8)

(9)

     Где α, μ, E – физические характеристики стали, принимаемые по приложению, α=1,2×10^-5 1/⁰С,  μ=0,3  Е=2,1×10⁵ мПа.

     Р_р – рабочее давление (по заданию).

     Коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб, определяется по формуле:

         (10) 

        (11)

     Толщина стенки трубопровода при наличии продольных осевых сжимающих напряжений высчитывается по формуле:

         (12)

   (13)

     Где - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб.

     n- коэффициент надежности по нагрузке внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, принимаемый по приложению, n=1,1.  (приложение 2).

     Р_р – рабочее давление (по заданию).     

               К расчету принимаем δ=15 мм 

 Расчет нагрузок на трубу.

Собственный вес трубопровода учитываемый в  расчетах как вес единицы  длины  трубопровода:

           (13)

где: п -коэффициент надежности по нагрузке, принимаем п=1,1

F- площадь поперечного сечения трубы, мм² 

  (14)

Д_вн= 1120-2×15 =1190 мм    (15)

_ст  – удельный вес стали, принимаем _ст =78500 Н/м³

    Определяем нагрузок от веса  перекачиваемого продукта на  единицу длины трубопровода:

   (16)

где: - r - плотность транспортируемой нефти, кг/м³

    Определяем напряжение от упругого  изгиба, создаваемое за счет упругого  изгиба при поворотах оси трубопровода: 

   (17)

где: Е  – модель упругости материала  трубы, (равная 2,1×10⁵)

R – радиус упругого изгиба оси трубопровода, м

R  = 1000×Д_н=1000×1,20=1220м       (18)

     Трубопровод уложенный в грунт,  находиться при воздействий внешних  сил. Эти силы вызывают сложные  напряжения . В результате действия  внутреннего давления возникают  следующие напряжения:

     - радиальные 

     - кольцевые

     - продольные.

    Радиальные напряжения обусловлена  внутренним давлением, с которым  равно по величине и противоположно  по направлению: 

                                                                  (19)

     Для определения кольцевых напряжений, возникающих в трубе под действием  внутреннего и внешнего давления, воспользуемся формулой Мариотта:

          (20)

где: Р – рабочее давление, МПа

- толщина стенки  трубопровода (принимаем минимальную  толщину стенки  из расчета15мм);