Изучение влияния смеси фосфолипидов с триацилглицеридами на изменение вязкости тяжелых нефтей

АННОТАЦИЯ

Показано основные физико-химические показатели фосфолипидов, выделенных из растительных масел. Определено влияния смеси фосфолипидов с триацилгилцеридами на основные свойства транспортируемых нефтей по трубопроводам. Установлено, что можно использовать фосфолипиды растительных масел для повышения текучести высоковязких нефтей и интенсификации процесса их транспортировки по трубопроводам различной конструкции

ABSTRACT

The main physical and chemical parameters of phospholipids isolated from vegetable oils are shown. The influence of a mixture of phospholipids with triacylgylcerides on the main properties of transported oils through pipelines has been determined. It has been established that it is possible to use phospholipids of vegetable oils to increase the fluidity of high-viscosity oils and intensify the process of their transportation through pipelines of various designs.

Ключевые слова: нефть, скважина, депрессатор, триацилглицерид, фосфолипид, вязкость.

Keywords: oil, well, depressant, triacylglyceride, phospholipid, viscosity.

В процессе гидратации растительных (в частности хлопковых) масел выделяются смеси фосфолипидов с триацилглицеридами, которые считаются природными поверхностно-активными веществами (ПАВ). Такие вещества используют в основном для эмульгирования пищевых продуктов, предотвращения окислительных процессов т.е. в качестве антиоксидантов и др [1, 2]. К сожалению имеются технические смеси фосфолипидов с триацилглицеридами которых нельзя использовать для пищевых целей. К таким ПАВ относятся фосфолипиды сырых хлопковых масел, полученных прессовым или экстракционным способами. Поэтому, их применения для технических целей позволяет заменять синтетические ПАВ на природные, более дешевый понизители вязкостей тяжелых нефтей [3, 4].

Нами в лабораторных условиях из выщеупомянутых растительных масел извлечены фосфолипиды, которые значительно отличаются по составу и физико-химическим свойствам.

К сожалению, в растительных маслах часть фосфолипидов независимо от вида гидратируемого водного раствора и применения микровольнового излучения практически не извлекается и остаются в составе исходного сырья. Поэтому, на практике извлекаемые фосфолипиды условно классифицируют на гидратируемые и негдиратируемые [5].

В табл. 1 представлены основные характеристики фосфолипидов полученных из местных растительных масел.

Таблица 1.

Фосфолипидный состав гидратируемых ПАВ, полученных из местных растительных масел

Из табл. 1 видно, что хлопковое масло по степени насыщенности (С_16:0 до 24%) во много раз превосходить жидкие растительные (соевое и сафлоровое) масла. Необходимо отметить, что увеличение насыщенных жирных кислот в фосфолипидах обусловлено значительным повыщением низко- и средне молекулярных кислот. Так например, фосфолипиды соевых масел содержить больще насыщенных кислот, чем фосфолипиды сафлорового масла.

В табл. 2 представлен групповой состав фосфолипидных ПАВ выделенных из местных растительных масел упомянутых выще.

Таблица 2.

Фосфолипидный состав гидратируемых ПАВ, полученных из местных растительных масел

Из табл. 2 видно, что видов фосфолипидов с изменением природы растительных масел имеют значительные отличия, которые предопределяют их поверхносто-активные свойства.

Следовательно, фосфолипиды, полученные из местных растительных масел практически идентичны аналогам, полученным в других странах СНГ и они (кроме хлопкового) могут быть использованы в пищевой промышленности. Причем, поверхностно-активные свойства полученных фосфолипидов вполне удовлетворяет объекты их применения и могут использоваться в качестве эмульгаторов, понизителей вязкости, антиокислителей и т.п.

Нами проанализированы 2 образца фосфолипидов, полученных из прессвого и экстракционного хлопковых масел (рис. 1).

а) образец ФЛ, полученных из форпрессового хлопкового масла гидратацией 4%-ной дистиллированной водой при температуре до 60-65°С;

б) образец ФЛ, полученных из экстракционного хлопкового масла гидратацией 4%-ной дистиллированной водой при температуре до 60-65°С.

Рисунок 1. Хроматограммы фосфолипидов (ФЛ), полученных из прессового и экстракционного хлопковых масел

Из рис. 1 видно, что способы получения фосфолипидов из различных масел в определенной степени влияют на их жирные кислоты.

Далее, нами в лабораторных условиях были изучены влияния полученных ПАВ (смеси фосфолипидов с триацилглицеридами) на изменения вязкости местных тяжелых нефтей. При этом, в качестве изучаемого параметра использовали динамическую вязкость и скорость сдвига.

На рис. 2 показаны изменения динамической вязкости местных нефтей при использовании смеси фосфолипидов с триацилглицеридами, полученнами методом гидратации хлопкового (технического), соевого, подсолнечного и сафлорового масел при расходе гидратирующего реагента 4% от общей массы масел.

1-хлопковое; 2-соевое; 3-подсолнечное; 4-сафлоровое масла

Рисунок 2. Изменения динамической вязкости местных нефтей при использовании смеси фосфолипидов с триацилглицеридами

Из рис. 2 видно, что наибольшое понижение динамической вязкости местной Джаркурганской нефти наблюдается при использовании в качестве депрессатора хлопковых фосфолипидов в смеси с триглицеридами (кривая 1), далее, соевое (кривая 2), подсолнечное (кривая 3) и сафлоровое (кривая 4). Это связано с тем, что хлопковый фосфолипиды в смеси с триацилглицеридами содержат больше поверхностно-активных веществ, чем др. Это ещё связано с тем, что хлопковые фосфолипиды богаты госсиполу и его производным, которые также являются высокоактивными ПАВ.

Известно, что динамическая вязкость нефтей определяется паралеллно с показателем динамического напряжения сдвига в Па. Учитывая это, нами была исследовано изменение данного показателя при увеличении расхода исследуемого депрессатора [6].

Полученные результаты произллюстрированы на рис. 3.

1-хлопковое; 2-соевое; 3-подсолнечное; 4-сафлоровое масла

Рисунок 3. Изменения динамического напряжения сдвига местных нефтей при использовании смеси фосфолипидов с триацилглицеридами

Из рис. 3.3. видно, что наибольшое значение динамического напряжения сдвига местных нефтей наблюдается при использовании технического хлопкового фосфолипидов вместе с триацилглицеридами. Другие депрессаторы менее активны при понижении вязкости тяжелых нефтей и порядок их расположения соответствует рис. 3.2. Таким образом, результаты лабораторных исследований позволили ещё раз подтвердить целесообразность использования природных ПАВ (например смесей фосфолипидов с триацилглицеридами) для повышения текучести высоковязких нефтей и интенсификации процесса их транспортировки по трубопроводам различной конструкции.

Список литературы:

1. Капустин В.М., Рудин М.Г. Химия и технология переработки нефти. – М. : Химия, 2013. – 495 с
2. Комбинированные термохимические и электрофизические технологии деэмульгирования устойчивых водонефтяных эмульсий / Б.З. Адизов, С.А. Абдурахимов, А.С. Султанов, И.Д. Эшметов. – Ташкент : Изд: УзР ФА асосий кутубхонаси, 2019. – 236с.
3. Набиев А.Б., Абдурахимов С.А. Интенсификация транспортировки высоковязких нефтей по трубопроводу. – Ташкент : Навруз, 2017. – 135 с.
4. Основы нефтегазового дела : учебник / Э.О. Антонова, Г.В. Крылов, А.Д. Прохоров, О.А. Степанов. – М. : Недра-Бизнесцентр, 2003. – 307 c.
5. Технология сбора и подготовки нефти, газа и воды на промыслах : учебник / Р.У. Шафиев, Н.Н. Махмудов, Н.С. Амиркулов, М.А. Турсунов [и др.]. – Ташкент : Фан ва технология, 2016. – 310 с.
6. Сбор и подготовка нефти и газа : учебник для вузов / Ю.Д. Заменков, Л.М. Макарова, А.Д. Прохоров, С.М. Дудин. – М. : Академия, 2009. – 160 с