Разработка комбинированного способа улучшения текучести местных высоковязких нефтей | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №9 (113) май-1 2016 г.

Дата публикации: 03.05.2016

Статья просмотрена: 46 раз

Библиографическое описание:

Яхяев Н. Ш., Нафиддинов У. И. Разработка комбинированного способа улучшения текучести местных высоковязких нефтей // Молодой ученый. — 2016. — №9. — С. 353-357. — URL https://moluch.ru/archive/113/28695/ (дата обращения: 17.07.2018).



В настоящее время в нефтяной промышленности используют большое количество присадок, из которых наибольшее распространение получили высокомолекулярные полимерные соединения (сополимеры алкенов с винилацетатом, сополимеры алкенов с эфирами непредельных кислот) и т. п.

Сегодня потенциальная потребность рынка в присадках составляет 100 тысяч тонн в год, из них 30 % нефти добывается и перекачивается с использованием зарубежных присадок. Более того, 70 % нефти по-прежнему транспортируется с применением традиционных методов снижения их вязкости (подогрев и др.)

Следует отметить, что известные присадки-регуляторы реологических свойств высоковязких нефтей обладают рядом недостатков. Так, для высоковязких смолистых нефтей сополимеры проявляют слабую эффективность, или совсем не оказывают регулирующего действия. Поэтому, поиск в других классах органических соединений веществ, являющихся высокоэффективными регуляторами реологических свойств нефтей с механизмом действия, отличающимся от механизма действия известных присадок продолжается.

Сегодня в Узбекистане при переработке сырого хлопкового масла получают гидратационный осадок, который состоит в основном из фосфолипидов т. е. неионогенных ПАВ.

Концентрирование последнего методом выпаривания содержащегося в нём влаги позволяет получить технический хлопковый фосфатидный концентрат, (ТХФК) который содержит наряду с фосфолипидами госсипол, хлорофилл и их производные.

В табл 1 представлены основные физико-химические показатели ТХФК, присадки к высоковязким местным нефтям.

Таблица 1

Состав исвойства технического хлопкового фосфатидного концентрата (ТХФК)

Наименование показателя

Значения

Содержание, %:

-фосфолипидов

56 ÷64

-масла

35÷45

-влаги и летучих веществ

0,1÷1,4

-госсипола его производных

0,15÷1,5

Кислотное число масла, выделенного из фосфатидного концентрата, мг КОН/г

9,0÷15,0

Из табл.1 видно, что основную часть ТХФК составляют фосфалипиды (56÷64 %) и триацилглицериды (35÷45 %). Также имеется 4,5–7,5 % свободных жирных кислот, 15–1,5 % госсипола и его производных.

В Республике сегодня производят более 1,0 млн хлопкового масла, содержащего в среднем 2,0 % фосфолипидов. Следовательно, возможное количество получаемого технического хлопкового фосфатидного концентрата (ТХФК) будет равно более 20,0 тыс.тонн в год.

Изучено влияние количества (ТХФК) на показатели текучести высоковязких местных нефтей. Опыты по измерению динамического напряжения сдвига (Па) и динамической вязкости (Па.с) местных нефтей проводили при температуре 200С.

Полученные результаты представлены в табл.2.

Из табл. 2 видно, что с увеличением содержания ТХФК в составе высоковязкой нефти Джаркакского месторождения её динамическое напряжение сдвига и динамическая вязкость понижаются. При добавке ТХФК 500 г/т значения динамического напряжения сдвига и динамическая вязкость нефти Джаркакского месторождения равняется 6,9 Па и 18,7 Па.с, соответственно. Для нефти месторождения Миршади эти показатели равны 13,6 Па и 70,4 Па.с, соответственно.

Дальнейшее увеличение содержания ТХФК в составе данных нефтей не целесообразно т. к. это отрицательно будет влиять на себестоимости их транспортировки.

Таблица 2

Изменение динамического напряжения сдвига идинамической вязкости местных высоковязких нефтей взависимости от количества вводимой присадки ТХФК

Реологические показатели нефти

При количестве технического хлопкового фосфатидного концентрата, г/т

0

50

100

200

300

400

500

Высоковязкая нефть Джаркакского месторождения сплотностью 873 кг/м3, температурой застывания +50С исодержанием парафина 6,3%

Динамическое напряжение сдвига, Па

21,2

20,0

18,5

14,3

12,4

8,2

6,9

Динамическая вязкость, Па.с

50,1

48,4

46,3

40,0

32,5

24,4

18,7

Высоковязкая нефть месторождения Миршади сплотностью 960 кг/м3, температурой застывания +40С исодержанием силикагелевых смол 38,7%

Динамическое напряжение сдвига, Па

29,8

27,4

24,5

22,1

18,9

16,4

13,6

Динамическая вязкость, Па.с

112,4

103,2

96,8

90,3

84,5

79,6

70,4

Положительное влияние добавки ТХФК на улучшение текучести высоковязких местных нефтей можно объяснить тем, что он содержит фосфолипиды, моно-и диацилглицерины и другие вещества, которые имеют высокие поверхностно-активные свойства.

Известно, что фосфолипиды способны изменять фазовые и энергетические взаимодействия на поверхностях раздела полярной и неполярной фаз. Традиционно ПАВ имеют одну или несколько полярных (активных) групп. В предлагаемом фосфатидном концентрате полярные (активные) группы состоят из кислородосодержащих- эфирных, гидроксильных, карбоксильных: азотсодержащих-амино-и фосфорсодержа-щих групп. Причем, в составе таких активных групп могут быть и металлы.

Поэтому ТХФК можно отнести к неионогенным ПАВ, хорошо раство-ряющимся в нефти и его продуктах переработки.

Молекулы ТХФК в нефти существуют в истинно растворенном виде в виде ассоциатов-димеров, мицелл различной формы и размеров с образованием полярного ядра из определенным образом ориентированных к центру полярных формировании системы. Механизм действия ТХФК на разжижение и повышение текучести высоковязких нефтей можно объяснить подобно роли ПАВ в рассматриваемом продукте.

С целью сравнения известной присадки (марки АБС, Россия и придлагаемой ТХФК мы определяли динамическую вязкость исходной нефти и нефти с присадками при различных скоростях деформирования (течения) или, так называемой скорости сдвига при температуре+5. Температура +5 выбрана как наиболее характерная для условий, в которых приходится транспортировать высоковязкие и аномальные нефти.

Полученные результаты при скорости сдвига 4 сек-1, 8 сек-1, 10 сек-1 и 20 сек-1 приведены в табл.3

Таблица 3

Влияние известного (АБС) ипредлагаемого (ТХФК) присадок на динамическую вязкость местной нефти при дозировке 200 г/т

Ско­рость сдвига

Вязкость нефти мПа.с при температуре

γ. с-1

Исх.нефть (контроль)

Присадка марки АБС (Россия)

ТХФК

400С

500С

600С

400С

500С

600С

400С

500С

600С

9

97,00

6,29

4,92

74,81

54,265

40,36

44,10

5,59

4,55

48

33,70

6,48

5,12

29,78

25,78

16,46

23,70

5,65

4,65

81

23,30

6,33

5,01

19,01

17,01

12,29

15,34

5,78

4,76

243

15,80

6,37

4,76

11,36

10,36

8,54

8,80

5,79

4,45

437

14,31

6,36

4,82

8,52

8,02

7,55

7,32

5,79

4,46

Для оценки эффективности подобранных присадок, регулирующих вязкость нефти индекс эффективности (Jэфф) рассчитывается по формуле:

Jэфф = (1)

где Jэфф- индекс эффективности присадок;

μн и μпр — динамическая вязкость исходной нефти и с добавкой присадки, соответственно, Па*с.

Индекс эффективности присадки (Jэфф) показывает во сколько раз динамическая вязкость нефти с присадкой отличается от динамической вязкости исходной нефти. Так например, использование известной присадки марки АБС (Россия) в среднем 1,2–1,25 раза уменьшает динамическую вязкость исходной нефти, а предлагаемой присадки ТХФК в среднем 1,25–1,3 раза, что подтверждает высокую эффективность использования последнего.

По-видимому, ТХФК воздействует на нефть, внедряясь в структуру и направляет кристаллизацию парафинов по пути образования мелких не связанных между собой кристаллов. В тоже время, учитывая данные других исследователей, можно предположить, что ТХФК играет важную роль и в механизме построения асфальтенового ядра, выполняя функцию регулятора структуры, обеспечивая молекулам асфальтенов соответствующие места.

Таким образом установлено, что ТХФК оказывает положительное воздействие на вязкостные характеристики высокопарафинистой нефти при разных температурах. Особенно важным является факт снижения вязкости нефтей при малых скоростях сдвига, что представляет интерес при их транспортировке по трубопроводу.

В качестве доступной и депрессорной присадки для улучшения текучести местных высоковязких нефтей предложено использовать технический хлопковый фосфатидный концентрат (ТХФК), получаемый путем гидратации хлопкового масла и являющийся побочным продуктом масложировой промышленности, который по физико-химическим свойствам представляет собой неионогенный ПАВ. Установлено влияние ТХФК на реологические свойства и текучесть местных высоковязких нефтей. Показано, что введение предлагаемой присадки ТХФК оказывает депрессорную активность на высокопарафинистые нефти, переводя тугоплавкие парафины из твердого состояния в жидкое. При этом образуется новая нефтяная система, которая застывает при более низких температурах

Литература:

  1. Набиев А. Б., Абдурахимов С. А. Классификация местных нефтей с позиции их текучести // Кимё ва Кимё технологияси журнали.- Ташкент,2009.. № 4. Б.63–64.
  2. Набиев А. Б., Абдурахимов С. А. Комбинированный способ повышения текучести высоковязкой местной нефти. // Композиционные материалы, Тошкент, 2009.- № 4.Б. 40–43.
  3. Абдурахимова Д. С., Набиев А.Б, Султонов А.С, Тураев А. С. Технический хлопковый фосфатидный концентрат-ценное ПАВ для повышения текучести высоковязких нефтей. //Узбекский журнал нефти и газа. Ташкент, 2010.- № 2. с.35–36.
Основные термины (генерируются автоматически): динамическая вязкость, нефть, динамическое напряжение сдвига, исходная нефть, Россия, механизм действия, присадок, высоковязкая нефть, хлопковое масло, динамическая вязкость нефти.


Похожие статьи

Проблемы транспортировки высоковязкой и парафинистой...

Вязкостью или внутренним трением называется свойство, проявляющееся в сопротивлении, которое нефть оказывает при перемещении одной ее части относительно другой под влиянием действия внешней силы.

Изучение состава местных и импортируемых нефтей при...

Известно, что текучесть нефти (ηн) можно характеризовать через её динамическую вязкость (μн) по следующей зависимости

Поэтому, для характеристики текучести нефти или нефтепродуктов чаще используют их вязкостные показатели.

Изменение качества нефти в зависимости от содержания...

Более того, можно смело сказать о том, что высоковязкие нефти относятся к мало- и среднепарафинистымнефтям, не имеющие начального напряжения сдвига, но они являются неньютоновскими.

Влияние вязкости перекачиваемой среды на характеристики...

Сырая нефть, нефтепродукты имеют плотность меньше 1000 кг/м3, но при этом их вязкость может быть значительно выше (в десятки раз), чем у воды. При перекачке центробежным насосом жидкости, имеющей вязкость, большую вязкости воды...

Экспериментальные исследования температурных зависимостей...

Результаты экспериментальных исследований показали, что вязкость нефтяных эмульсий увеличивается с увеличением содержания воды вплоть до того, пока она не обратится из системы «вода в нефти» в систему «нефть в воде», вязкость которых очень мала.

Ключевые слова: нефтепровод, высоковязкая нефть...

Условно к высоковязким нефтям можно отнести нефти с вязкостью более 2 Ст, а к высокозастывающим с температурой застывания tз > 0°С. Для перекачки высоковязких и высокозастывающих нефтей применяются методы...

Некоторые особенности разработки залежей высоковязких...

Современное состояние изученности высоковязких нефтей и природных битумов позволяет утверждать, что они

Из-за большого значения соотношения вязкости нефти и вытесняющего агента происходит прорыв последнего и резко ухудшается эффективность разработки залежи.

Метод интенсификации добычи высоковязкой нефти...

- Повышенной вязкостью нефти, более 50 мПа*с

Нефть месторождения Жыланкабак относится к тяжелой, высоковязкой с плотностью в поверхностных условиях 0.913 кг/м3, вязкостью в поверхностных условиях 381.62 мПа*с и в пластовых условиях — 215.0 мПа*с.

Особенности транспортировки высоковязкой нефти в условиях...

Перекачка нефтей при высоких температурах подчиняется законам Ньютона и являются ньютоновскими жидкостями, при перекачке которых коэффициент динамической вязкости не зависит от характеристик движения. Если температура понижается, то у нефти ряда...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Проблемы транспортировки высоковязкой и парафинистой...

Вязкостью или внутренним трением называется свойство, проявляющееся в сопротивлении, которое нефть оказывает при перемещении одной ее части относительно другой под влиянием действия внешней силы.

Изучение состава местных и импортируемых нефтей при...

Известно, что текучесть нефти (ηн) можно характеризовать через её динамическую вязкость (μн) по следующей зависимости

Поэтому, для характеристики текучести нефти или нефтепродуктов чаще используют их вязкостные показатели.

Изменение качества нефти в зависимости от содержания...

Более того, можно смело сказать о том, что высоковязкие нефти относятся к мало- и среднепарафинистымнефтям, не имеющие начального напряжения сдвига, но они являются неньютоновскими.

Влияние вязкости перекачиваемой среды на характеристики...

Сырая нефть, нефтепродукты имеют плотность меньше 1000 кг/м3, но при этом их вязкость может быть значительно выше (в десятки раз), чем у воды. При перекачке центробежным насосом жидкости, имеющей вязкость, большую вязкости воды...

Экспериментальные исследования температурных зависимостей...

Результаты экспериментальных исследований показали, что вязкость нефтяных эмульсий увеличивается с увеличением содержания воды вплоть до того, пока она не обратится из системы «вода в нефти» в систему «нефть в воде», вязкость которых очень мала.

Ключевые слова: нефтепровод, высоковязкая нефть...

Условно к высоковязким нефтям можно отнести нефти с вязкостью более 2 Ст, а к высокозастывающим с температурой застывания tз > 0°С. Для перекачки высоковязких и высокозастывающих нефтей применяются методы...

Некоторые особенности разработки залежей высоковязких...

Современное состояние изученности высоковязких нефтей и природных битумов позволяет утверждать, что они

Из-за большого значения соотношения вязкости нефти и вытесняющего агента происходит прорыв последнего и резко ухудшается эффективность разработки залежи.

Метод интенсификации добычи высоковязкой нефти...

- Повышенной вязкостью нефти, более 50 мПа*с

Нефть месторождения Жыланкабак относится к тяжелой, высоковязкой с плотностью в поверхностных условиях 0.913 кг/м3, вязкостью в поверхностных условиях 381.62 мПа*с и в пластовых условиях — 215.0 мПа*с.

Особенности транспортировки высоковязкой нефти в условиях...

Перекачка нефтей при высоких температурах подчиняется законам Ньютона и являются ньютоновскими жидкостями, при перекачке которых коэффициент динамической вязкости не зависит от характеристик движения. Если температура понижается, то у нефти ряда...

Задать вопрос