Дипломная Работа_Сагатова Н. Допущен кзащите

• Название: Допущен кзащите
• Дата: 20.02.2023
• Размер: 340.9 Kb.
• Имя файла: Дипломная Работа_Сагатова Н.docx
• Тип: Пояснительная записка; #946034
• страница: 5 из 7

1.4 Методы улучшения реологических низкотемпературных параметров высокопарафинистой нефти

1.4.1 Термическая обработка

Решение актуальных проблем с добычей, сбором, подготовкой и транспортом аномальных нефтей проводилось и проводятся в настоящее время разнообразными способами, среди которых широкое применение за последнее столетие получили физические (термическая, электромагнитная, ультразвуковая обработка, механическое воздействие) методы в сочетании с использованием продуктов органического синтеза и нефтехимии.

Мировая практика перекачки парафинистых нефтей показывает, что одним из эффективных способов уменьшения прочности кристаллической структуры и улучшения реологического поведения нефтей при пониженных температурах является термообработка нефти – нагрев нефти до температуры выше температуры плавления кристаллов парафина с последующим охлаждением с заданной скоростью. Для каждой отдельно взятой нефти или смеси нефтей существует оптимальная температура термообработки.

Метод термообработки заключается в улучшении реологических характеристик нефти, которое достигается за счет нагрева и охлаждения в определенных условиях, следствие которого улучшается транспортабельность нефти. Кристаллизацию парафинов возможно предотвратить за счет нагрева нефти до температур 50–60 °С.

Однако термическая обработка может изменить реологические свойства лишь тех высокопарафинистых нефтей, в составе которых присутствуют асфальтосмолистые компоненты. Во время подогрева нефти при термической термообработке твердые парафиновые компоненты начинают растворяться.

При последующем охлаждении нефти начинается процесс образования парафиновых кристаллов, вступающих во взаимодействие с асфальтосмолистыми компонентами. При данном процессе происходит изменение формы кристаллов парафина, что приводит к снижению температуры застывания парафинистой нефти. Скорость, с которой происходит процесс остывания нефти, оказывает значительное влияние, в частности на процесс структурирования кристаллов парафина. При оптимальном темпе охлаждения образуются крупные конгломераты парафиносмолистых веществ, неравномерно располагающиеся по всему объекту нефти. В случае уменьшения или увеличения скорости охлаждения относительно оптимальной в нефти образуется большое количество мелких кристаллов парафиносмолистых веществ, которые более равномерно распределяются по всему объему нефти и в отсутствии движения объединяются, образуя прочную структурную решетку. В ее ячейках располагается жидкая фаза нефти.

Таким образом, термообработка нефти приводит к растворению высокомолекулярных парафинов и гомогенизации нефти, а при последующем охлаждении охлаждении образуются кристаллы парафина, на которые сорбируются асфальтосмолистые вещества (естественные поверхностно-активные вещества) и препятствуют отложению на поверхности кристаллов новых слоев парафина. Применение данной технологий на стадии подготовки нефти к транспортировке приводит к улучшению хладо-текучих свойств нефти, что делает возможным ее перекачку по нефтепроводу «Узень – Атырау — Самара» в холодный период года. Однако при этом необходимо учитывать негативное влияние, которое оказывает процесс прохождения нефти через насосный агрегат на ее реологические параметры.

1.4.2 Введение депрессорных присадок

С научной и практической точки зрения наиболее эффективным способом предотвращения асфальтосмолопарафиновых (АСПО) является химическое воздействие, при котором можно достичь существенного изменения структурной организации и фазового состояния нефтяных дисперсных систем (НДС). Однако как показал анализ мирового опыта по производству и применению депрессорных присадок (ДП), до настоящего времени не выработана концептуальная программа по унификации депрессорных присадок для аномальных нефтей. Используемые в настоящее время депрессоры не обладают достаточной эффективностью действия на аномальные свойства высокопарафинистых и высоковязких нефтей различных месторождений.

При выборе эффективных депрессоров должны учитываться: индивидуальные физико-химические свойства обрабатываемой нефти [20]; температура нефти при вводе присадки; время выдержки присадки в нефти при температуре её ввода [21]; темп охлаждения обработанной нефти [22]; продолжительность сохранения депрессорного эффекта; сопряженное влияние присадки на ингибирование АСПО, реологию нефти и т. д.

Наибольшей депрессорной активностью обладают полимеры. Это вызвано тем, что в составе высокозастывающих нефтей преобладают длинные н-алканы и для эффективного воздействия на них необходимы соединения с достаточно высокой молекулярной массой, которую реально обеспечивают только полимерные соединения. Автором работы [23] отмечается, что терполимеры, включающие гидрофобные группы, могут эффективно повышать вязкость из-за межмолекулярной ассоциации гидрофобных частей. Кроме того, это сделало бы их полезными в различных применениях, таких как очистка сточных вод, флокуляция и процесс извлечения нефти. Еще одной перспективной областью применения терполимеров является их использование в качестве депрессорных присадок для нефти. Депрессоры предназначены для экономичного улучшения характеристик текучести при низких температурах сырой нефти и других топливных масел. То есть меняя размер и форму кристаллов, препятствуют образованию крупных кристаллических решеток воска. Однако предполагается, что добавки, улучшающие текучесть, вызывают диспергирование парафина посредством механизма совместной кристаллизации.

По химической природе депрессоры к нефтям, как правило, являются полимерными веществами. По-видимому, это объясняется тем, что содержащиеся в нефтях алканы настолько длинны, что для эффективного воздействия на них необходимы соединения с достаточно высокой молекулярной массой, которую реально могут обеспечить только полимерные вещества. Это подтверждается тем, что полимеры, зарекомендовавшие себя как хорошие депрессоры к дизельным топливам, неэффективны (или малоэффективны) в нефтях, и лишь при увеличении их молекулярной массы, а в некоторых случаях и длины алкильных групп, содержащихся в макромолекулах, они становятся эффективными депрессорными присадками к нефтям. Эту особенность депрессоров данного назначения можно проследить при рассмотрении присадок различной химической природы.

Сополимеры этилена с винилацетатом являются основой многих известных в настоящее время депрессорных присадок к нефтям. Известны, например, такие зарубежные депрессоры, как парадин-70 фирмы «Еххоn», эватан фирмы IСI, ряд присадок под торговым наименованием сепафлюкс фирмы ВАSF и др. В России разработано несколько марок депрессорных присадок: для нефтей - ВЭС-501, ВЭС-502. Присадки представляют собой растворы (обычно 25%-е) сополимеров, различающихся по своим молекулярным характеристикам, в углеводородном растворителе, например дизельном топливе или газойле каталитического крекинга. Как правило, эти сополимеры имеют более высокую молекулярную массу, чем сополимеры, используемые в качестве депрессора к дизельным топливам; мономерный состав их в общем виде примерно одинаков: 20–40% звеньев винилацетата.