ИСПЫТАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ КОМПОЗИЦИЙ ДЕПРЕССАТОРОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТЕКУЧЕСТИ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ ПО ТРУБОПРОВОДАМ

TESTING THE DEVELOPED COMPOSITIONS OF DEPRESSERS TO INCREASE THE FLOWNESS OF HIGH-VISCOSITY OILS THROUGH PIPELINES
Цитировать:
ИСПЫТАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ КОМПОЗИЦИЙ ДЕПРЕССАТОРОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТЕКУЧЕСТИ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ ПО ТРУБОПРОВОДАМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Рахимов Б.Р. [и др.]. 2022. 7(100). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14084 (дата обращения: 18.06.2024).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

Известно, что основная часть добываемой нефти из месторождений Сурхандарьинского региона Республики Узбекистан относится к группе тяжелых и высоковязких нефтей. Транспортировка таких нефтей традиционными методами невозможна, поэтому придется применять разные нетрадиционные методы (тепловые, химические и т.д.). Учитывая это, нами было изучено влияние на текучесть высоковязких нефтей фосфолипидов (ФЛ) с триацилгилцеридами (ТАГ), хлопкового соапстока (ХС), а также растворителя газового конденсата (ГК) и их композиций. Установлено, что для практической реализации целесообразно использовать композиции, у которых количество ФЛ+ТАГ, ХС и ГК соответственно 90:0:10, 0:90:10, 50:40:10, 30:60:10 (%), они способствуют значительному повышению текучести высоковязких нефтей по трубопроводам.

ABSTRACT

It is known that the main part of produced oil from the fields of Surkhandarya region of the Republic of Uzbekistan belongs to the group of heavy and highly viscous oils. Transportation of such oils by traditional methods is impossible, so it is necessary to apply various unconventional methods (thermal, chemical, etc.). Taking this into account we studied influence of phospholipids (PL) with triacylglycerides (TAG), cotton soapstock (CS) and as a solvent of gas condensate (GC) and their compositions on fluidity of high-viscosity oils. It has been established that for practical implementation it is expedient to use compositions with the amounts of FL+TAG, HC and HA respectively 90:0:10, 0:90:10, 50:40:10, 30:60:10 (%), they contribute to a significant increase of flowability of high-viscosity oils by pipelines.

 

Ключевые слова: высоковязкие нефти, транспортировка, депрессатор, текучесть, гидратация, фосфолипид, триацилглицерид, хлопковый соапсток, динамическая вязкость, растворитель, газовый конденсат, композиция.

Keywords: high-viscosity oils, transportation, depressant, fluidity, hydration, phospholipid, triacylglycerol, cotton soap stock, dynamic viscosity, solvent, gas condensate, composition.

 

Транспортировка высоковязких нефтей по трубопроводам является весьма важной задачей, так как вязкость углеводородов зависит от их состава и образования твердых веществ. Парафины, церезины, механические примеси, смолы, асфальтены и другие соединения способны значительно понизить вязкость транспортируемых по трубопроводу нефтей, особенно тяжелого типа [7]. Такие нефти часто добывают в предгорных условиях. Для снижения вязкости аномальных нефтей на практике испробованы ряд мылоподобных ПАВ типа соапстока, омыленных жирных кислот и др. Такое положение продиктовано наличием природных и синтетических ПАВ в данных регионах, особенно где сконцентрированы крупные предприятия по производству синтетических моющих средств и т.п. [6; 3].

В мировой практике для снижения вязкости нефтей с различным содержанием твердых (парафина, церезина, механических примесей, смолисто-асфальтеновых) веществ известны синтезированные понизители вязкости на основе химических реагентов или природных соединений. Поэтому в этом направлении особое внимание стоит уделять получению таких понизителей на основе местных сырьевых ресурсов и испытанию их при транспортировке местных высоковязких нефтей [2; 4].

Для проведения опытно-производственных испытаний по подбору местных депрессаторов для повышения текучести высоковязких и тяжелых нефтей по трубопроводам необходимо выделить их из природных растительных масел и их продуктов переработки. Так, например, фосфолипиды в смеси с триацилглицеридами получали методом гидратации растительных масел [8]. В частности, при выделении фосфолипидов с триацилглицеридами экстракционное хлопковое масло (техническое) подвергалось гидратации 2%-ным водным раствором лимонной кислоты, и количество последнего изменялось до 6% от общей массы масла. Процесс осуществляли при температуре 60–80 °С в течение 60 минут. Полученные результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Изменение показателей процесса гидратации экстракционного хлопкового масла в зависимости от количества гидратируемого раствора

Кол-во гидратируемого раствора, %

Обороты мешалки, об/мин

Показатели процесса гидратации

Динамическая вязкость нефти, Па·с

кол-во воды, %

кол-во ТАГ, %

выход смеси ФЛ+ТАГ, %

до введения ФЛ+ТАГ

после введения ФЛ+ТАГ

2,0

100

1,7

31,9

82,5

50,5

40,8

4,0

100

3,6

42,7

93,4

50,5

30,3

6,0

100

5,4

43,0

94,0

50,5

27,4

 

Из табл. 1 видно, что для понижения вязкости требуется применение в качестве депрессатора смеси фосфолипидов (ФЛ) с триацилглицеридами (ТАГ), которые имеют поверхностно-активные свойства. Наилучшим содержанием гидратируемого двухпроцентного водного раствора лимонной кислоты считается 4% от общей массы масла.

Другим видом депрессатора является хлопковый соапсток (ХС), который образуется при щелочной рафинации растительных масел. Нами были изучены депрессирующие свойства хлопкового соапстока при повышении текучести высоковязких нефтей по трубопроводу. При этом концентрация составляла 65% от общей массы хлопкового соапстока.

В табл. 2 представлены результаты изменения динамической вязкости высоковязких нефтей при добавлении в него до 4% хлопкового соапстока. Динамическая вязкость нефти определена по ГОСТу [1], и общая погрешность эксперитмента составила 2,52%, что не превышает допустимую погрешность при работе с такими объектами и изучении таких процессов [5].

Таблица 2.

Изменения показателей динамической вязкости нефтей после введения в них хлопкового соапстока

Кол-во хлопкового соаптока,
%

Обороты мешалки, об/мин

Показатели депрессаторов

Динамическая вязкость нефти после введения хлопкового соапстока, Па·с

кол-во воды, %

кол-во ТАГ, %

выход смеси мыла+ТАГ, %

1,0

100

0,4

34,5

80,5

30,4

2,0

100

0,6

46,4

90,3

24,6

3,0

100

0,8

48,9

91,9

18,8

4,0

100

0,9

50,1

92,4

14,2

 

Из табл. 2 видно, что применяемый для понижения динамической вязкости местных высоковязких нефтей хлопковый соапсток проявляет максимальный эффект в качестве депрессатора при расходе 4% от массы нефти.

Известно, что в качестве разжижителей углеводородов можно использовать различные растворители (бензин, керосин и т.д.), в том числе газовые конденсаты (ГК), выделяемые при подготовке природных газов к переработке. Газовый конденсат, выходящий из скважены, отделяется низкотемпературным фракционированием из природных газов, далее удаляются газообразные углеводороды и осуществляется их стабилизация. Стабилизированные газовые конденсаты в настоящее время используются на Бухарском, Джаркурганском и Ферганском НПЗ в качестве добавок и разжижителей высоковязких тяжелых нефтей. Их максимальное количество при транспортировке по трубопроводу сегодня не превышает 30%, что связано с соблюдением правил техники безопасности и взрывобезопасности.

Нами газовый конденсат (ГК) использован в качестве растворителя высоковязких нефтей, поступающих на трубопроводы для доставки на нефтеперерабатывающие заводы. При этом вторым компонентом, т.е. депрессатором, использована смесь фосфолипидов (ФЛ) с триацилглицеридами (ТАГ). Результаты анализов представлены в табл. 3.

Таблица 3.

Изменение динамической вязкости нефти после введения смеси ФЛ+ТАГ и ГК

Кол-во ФЛ+ТАГ,
%

Кол-во ГК, %

Обороты мешалки, об/мин

Динамическая вязкость нефти после введения ФЛ+ТАГ и ГК, Па·с

 
 

2,0

1,0

100

24,7

 

4,0

2,0

100

18,1

 

6,0

3,0

100

13,1

 

8,0

4,0

100

10,2

 

 

Из табл. 3 видно, что при расходе в качестве депрессаторов 6% ФЛ+ТАГ и 3%-ного ГК достигается снижение динамической вязкости нефтей до 13,1 Па·с. Далее, увеличение вышеописанных депрессаторов мало изменяет динамическую вязкость транспортируемых по трубопроводу нефтей, которая равна 10,2 Па·с.

Такая же картина наблюдалась при разбавлении хлопкового соапстока газовым конденсатом для использования смеси в виде мисцеллы при изучении изменения динамической вязкости тяжелых нефтей. Полученные результаты анализов показаны в табл. 4.

Таблица 4.

Изменение динамической вязкости нефти после введения смеси хлопкового соапстока и ГК

Кол-во хлопкового соапстока, %

Кол-во ГК, %

Обороты мешалки, об/мин

Динамическая вязкость нефти после введения хлопкового соапстока и ГК, Па·с

3,0

1,0

100

20,5

5,0

2,0

100

14,3

7,0

3,0

100

10,0

9,0

4,0

100

7,1

 

Из табл. 4 видно, что депрессаторная смесь, состоящая из 7% и 3% ГК, имеет удовлетворительное снижение динамической вязкости нефтей до 10 Па·с. Дальнейшее увеличение содержания хлопкового соапстока до 9% и газового конденсата 4% мало изменяет (7,1 Па·с) динамическую вязкость высоковязких нефтей по трубопроводу.

Несмотря на некоторые положительные эффекты по снижению динамических вязкостей нефтей при использовании ФЛ+ТАГ, ХС и их мисцелл с использованием ГК, было интересно изучить более сложные композиции депрессаторов, полученных из трех и более реагентов. В табл. 5 показаны результаты изменения динамической вязкости после введения композиции депрессаторов, повышающих текучесть нефтей.

Таблица 5.

Изменение динамической вязкости после введения композиции депрессаторов, повышающих текучесть нефтей

№ композиции

Кол-во ФЛ+ТАГ,
%

Кол-во ХС,
%

Кол-во ГК, %

Динамическая вязкость нефти после введения композиции, Па·с

Текучесть нефтей, (Па·с)–1

1

50

50

21,4

0,047

2

90

10

15,2

0,066

3

90

10

13,3

0,075

4

40

40

20

18,5

0,054

5

60

20

20

19,8

0,051

6

20

60

20

17,1

0,058

7

60

30

10

20,0

0,050

8

50

40

10

16,5

0,061

9

40

50

10

18,0

0,056

10

30

60

10

14,3

0,070

 

Из табл. 5 видно, что наибольшая текучесть высоковязких нефтей в изученных композициях наблюдаются в обр. 3 (0,075) и 10 (0,07). Однако это соответствует индивидуальному составу транспортируемой нефти по трубопроводу, условиям его подготовки и др.

Таким образом, для практической реализации целесообразно использовать композиции следующих обр.: №2, №3, №8 и №10, которые способствуют значительному повышению текучести высоковязких нефтей по трубопроводам.

 

Список литературы:

  1. ГОСТ 33-2016. Нефть и нефтепродукты. Определения кинематической и динамической вязкости. – М. : Российский институт стандартизации, 2021.
  2. Каримов Р.М., Мастобев Б.Н. Влияние содержания парафинов, смол и асфальтенов на товарные качества нефтей // Башкирский химический журнал. – 2012. – Т. 19, № й. – С. 97–102.
  3. Набиев А.Б., Абдурахимов С.А. Интенсификация транспортировки высоковязких нефтей по трубопроводу : монография. – Ташкент, 2017. – 112 с.
  4. Понизитель вязкости тяжелых нефтей на основе хлопкового соапстока / Б.Р. Рахимов [и др.] // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. – 2020. – № 5 (74) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/9362.
  5. Рахимов Б.Р. Технология получения природных ПАВ снижающих вязкость высокосмолистых нефтей: Автореф. дис. … канд. техн. наук. – Бухара, 2021. – 119 с.
  6. Рахимов Б.Р., Абдурахимов С.А., Адизов Б.З. Высокосмолистые нефти и проблемы их транспортировки по трубопроводам // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. – 2020. – № 12 (81) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11105 (дата обращения: 25.12.2020).
  7. Сваровская Н.А. Подготовка, транспорт и хранение скважинной продукции : учебн. пособие. – Томск : Изд. ТПУ, 2004. – 268 с.
  8. Технология получения ПАВ, снижающих вязкость местных тяжелых нефтей : монография / Б.Р. Рахимов, Б.З. Адизов, А.А. Очилов, С.А. Абдурахимов. – Бухара, 2022. – 148 с.
Информация об авторах

д-р философии по техническим наукам (PhD), и.о. доц. кафедры «Нефтегазовое дело» Бухарского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара

Doctor of Philosophy in Engineering Sciences (PhD), and about. Associate Professor of the Department of Oil and Gas Business Bukhara Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Bukhara

д-р техн. наук, заведующий лабораторией Нефтехимии Института общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистана, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of Technical Sciences, Head of the Petrochemistry Laboratory of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent

д-р техн. наук, вед. научный сотрудник лаборатории «Коллоидная химия», Институт общей и неорганической химии, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of technical sciences, professor, led. researcher of the laboratory «Colloid chemistry» of the Institute of general and inorganic chemistry, Academy of sciences of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent

студент кафедры «Нефтегазовое дело» Бухарского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара

student of the department "Oil and gas business" Bukhara Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Bukhara

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top