U ovom udžbeniku sam obuhvatio postupke kojima se podvrgava nafta nakon završetka eksploatacije i pre transporta u rafinerijska postrojenja na sabirno otpremnim stanicama. Nije obuhvaćena rafinerijska prerada, koja će biti obrađena u sledećem udžbeniku koji će imati naslov `Rafinerijska prerada`. Radoslav D. Mićić TEHNIKA I TEHNOLOGIJA PRERADE NAFTE Industrijsko inženjerstvo u eksploataciji nafte i gasa Univerzitet u Novom Sadu Tehnički fakultet „Mihajlo Pupin“ Zrenjanin 2020 Tehnika i tehnologija prerade nafte Autor: Docent dr Radoslav D. Mićić Recenzenti: Prof. dr Zvonimir Bošković Prof. dr Sanel Nuhanović Izdavač: Tehnički fakultet „Mihajlo Pupin”, Zrenjanin Za izdavača: Prof. dr Dragica Radosav, dekan Tehničkog fakulteta „Mihajlo Pupin”, Zrenjanin CIP - Каталогизација у публикацији Библиотеке Матице српске, Нови Сад 665.633(075.8) МИЋИЋ, Радослав, 1955- Tehnika i tehnologija prerade nafte : industrijsko inženjerstvo u eksploataciji nafte i gasa / Radoslav D. Mićić. - Zrenjanin : Tehnički fakultet `Mihajlo Pupin`, 2020 (Novi Sad : NS digiprint). - 333 str. : ilustr. ; 24 cm. - (Biblioteka Udžbenici ; 240) Tiraž 30. - Bibliografija. ISBN 978-86-7672-336-2 a) Нафта -- Производња COBISS.SR-ID 17249545 Napomena autora U ovom udžbeniku sam obuhvatio postupke kojima se podvrgava nafta nakon završetka eksploatacije i pre transporta u rafinerijska postrojenja na sabirno otpremnim stanicama. Nije obuhvaćena rafinerijska prerada, koja će biti obrađena u sledećem udžbeniku koji će imati naslov `Rafinerijska prerada`. Radoslav D. Mićić Sadržaj: 1. UVOD 1 1.1. Svetske rezerve, potrošnja i eksploatacija nafte 3 2. Hemijske i fizičke osobine nafte 16 2.1. Kratak istorijski razvoj organske hemije 17 2.2. Sastav 17 2.3. Ugljovodonici 18 2.4. Hemijski sastav nafte 24 2.4.1. Alkani (zasićeni ugljovodonici, parafini) 24 2.4.2. Alkeni (olefini) 28 2.4.3. Cikloparafini 34 2.4.4. Aromati (areni) 42 2.4.5. Hibridni ugljovodonici 51 2.4.6. Heteroatomska jedinjenja 52 2.4.7. Metali 64 2.5. Fizičke karakteristike nafte i naftnih frakcija 66 2.5.1. Površinski napon 66 2.5.2. Srednje temperature ključanja 66 2.5.3. Gustina (ρ) 67 2.5.4. Viskozitet 69 2.5.5. Napon pare 76 2.5.6. Molekulska masa 77 2.5.7. Stišljivost nafte 78 2.5.8. Toplotne karakteristike 79 2.5.9. Аnilinska tačka 81 2.5.10. Dielektrična svojstva nafte 81 2.5.11. Optička svojstva 82 2.5.12. Oktanski broj (OB) 83 2.5.13. Cetanski broj 83 2.5.14. Sadržaj sumpora 83 2.6. Randman nafte 84 2.6.1. Podaci u randman analizi i laboratorijski testovi 84 3. Određivanje fizičkih osobina i klasifikacija nafti 91 3.1. Razlike u osobinama nafte u okviru naftnog sloja 91 3.2. Klasifikacija i karakterizacija nafti 92 3.2.1. Empirijska klasifikacija i karakterizacija nafte 92 3.2.2. Strukturno-grupna analiza 95 3.2.3. Podela savremenih metoda za karakterizaciju nafte 96 4. Tehnologija pripreme nafte za transport 97 4.1. Prikupljanje nafte 97 4.2. Priprema nafte za transport 97 4.2.1. Primese u nafti 97 4.2.2. Separacija nafte 99 4.2.3. Dehidracija nafte 100 4.2.4. Skladištenje nafte 101 5. Transport nafte 102 5.1. Cevovodi 102 5.1.1. Vrste cevovoda 103 5.1.2. Izgradnja cevovoda 104 5.1.3. Operacije koje se obavljaju na cevovodima 105 5.1.4. Šaržna isporuka 114 5.1.5. Zaštita životne sredine prilikom transporta 115 5.1.6. Održavanje cevovoda; zdravlje i sigurnost radnika 115 5.2. Tankeri i barže 117 5.2.1. Plovila za prevoz TNG i UNG (LPG i LNG) 119 5.2.2. Morski brodovi sirove nafte i naftnih derivata 119 5.2.3. Utovar i istovar barži i brodova 120 5.2.4. Mere sigurnosti i zdravlja vezane za morska plovila 121 5.3. Kamionski i železnički prevoz naftnih derivata 123 5.3.1. Zakonske odredbe 124 5.3.2. Železničke cisterne 124 5.3.3. Kamioni cisterne 125 6. Separacija (odvajanje) tečnosti i gasa 132 6.1. Jednostepena separacija 132 6.2. Višestepena separacija 133 6.3. Faktori koji utiču na proces separacije 133 6.4. Separatori 137 6.4.1. Unutrašnja oprema separatora 139 6.4.2. Elementi primarne (osnovne) separacije 139 6.4.3. Otpenjivači 140 6.4.4. Pregrade za neutraliziranje udarnih talasa smese 141 6.4.5. Razbijači vrtloga 141 6.4.6. Koalesceri i hvatači kapljica 142 6.4.7. Hvatači kapljica u emulzijama 145 6.4.8. Sistem za ispiranje peska 146 6.4.9. Podela separatora 146 6.4.10. Vodoravni separatori 147 6.4.11. Uspravni separatori 151 6.4.12. Kuglasti separatori 155 6.4.13. Ciklonski separatori 155 6.4.14. Ostale vrste separatora 156 6.4.15. Problemi u radu separatora 165 7. Teorijska osnova separacije i izbor separatora 168 7.1. Izbor separatora (prema prema Ken Arnoldu i Maurice Stewartu) 168 7.1.1. Vreme zadržavanja tečne faze 168 7.1.2. Separacija gas-tečnost 168 7.1.3. Separacija gas-nafta-voda 169 7.1.4. Gravitaciono odvajanje 169 7.2. Izbor separatora (William Svrcek i Wayne Monnery) 183 7.2.1. Postupak odabira dimenzija dvofaznog uspravnog separatora 185 7.2.2. Postupak dimenzioniranja dvofaznog vodoravnog separatora 189 8. Dehidracija nafte 195 8.1. Emulzije 195 8.1.1. Tipovi emulzija 197 8.1.2. Stabilnost emulzija 198 8.2. Razbijanje emulzija 201 8.2.1. Razbijanje emulzija upotrebom hemijskih sredstava 201 8.2.2. Razbijanje emulzija primenom toplote 204 8.2.3. Razbijanje emulzija delovanjem električne struje 204 8.3. Uređaji za odvajanje vode iz nafte 205 8.3.1. Uređaji za odvajanje slobodne vode 205 8.3.2. Uređaji za razbijanje emilzija 207 8.3.3. Grejači 207 9. Skladištenje nafte 213 9.1. Tipovi rezervoara 213 9.1.1. Podela prema materijalu i načinu izrade rezervoara 213 9.1.2. Podela rezervoara prema tipu krova 216 9.1.3. Rezervoari bez krova 217 9.1.4. Rezervoari s fiksnim krovom 217 9.1.5. Rezervoari s plivajućim krovom 221 9.2. Fizički kriterijumi 227 9.2.1. Kapacitet rezervoara. 227 9.2.2. Dimenzije rezervoara 228 9.2.3. Zahtevi za blanketiranje rezervoara, prepokrivanje inertnim gasom 228 9.2.4. Odzračivanje (ventiliranje) rezervoara, disajni ventili 229 9.3. Instrumentacija na rezervoarima 235 9.3.1. Nivo 235 9.3.2. Temperatura 257 9.4. Konstrukcija skladišnih rezervoara i izgradnja 288 9.4.1. Temelji 288 9.4.2. Čelična konstrukcija rezervoara 288 9.4.3. Kontrola propuštanja i zaštita rezervoara 290 9.4.4. Razmatranje mesta za smeštaj rezervoara 292 9.5. Kontrola gubitaka u rezervoaru 295 9.5.1. Merenje 295 9.5.2. Uzroci gubitaka 296 9.5.3. Prihvatljiv, ciljni nivo gubitaka 300 9.5.4. Aspekt sigurnosti i spoljnih uslova 301 9.5.5. Načini za sprečavanje nastajanja gubitaka 301 9.5.6. Sistem za povrat parne faze 303 9.5.7. Strategija suzbijanja gubitaka 303 10. Primer sabirno otpremne stanice 304 10.1. Opis tehnološkog toka i namene SOS 304 10.2. Prvi stepen separacije: Zbirni i merni separator (ZS, MS) i otkapljivač (OK) 304 10.3. Trofazni separator 305 10.4. Rezervoarski prostor za skladištenje, odstojavanje i otpremu nafte 307 10.5. Rezervoarski prostor za skladištenje i otpremu slojne vode 307 10.6. Pumpa P-CGA 50, međufazna pumpa za prepumpavanje 311 10.7. Pumpa za otpremu nafte, KVL P-28- 10/4 i VPL-101- 3NF 311 10.8. Kotlarnica 313 10.9. Baklja 313 10.10. Otprema slojne vode 313 10.11. Pretakalište za kamion cisterne 314 10.12. Tehnološki objekti 314 10.13. Prateći objekti 315 10.14. Zaštita od požara 315 10.15. Vodovod i kanalizacija 316