ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается процесс повышения эффективности процесса разрушения водонефтяных эмульсий, который готовится на УПН. В данном случае была деэмульгатором СД-1, который полученных из отходов и вторичного сырья масложировой промышленности и с натриевым жидким мылом НЖМ, получили композиционные смесь. Нужный результат был получен при расходе 100 г/т этого композиционного деэмульгатора, а также при температуре 50 ⁰С.

ABSTRACT

This article discusses the process of increasing the efficiency of the process of destruction of oil-water emulsions, which is being prepared at the UPN. In this case, it was a demulsifier SD-1, which was obtained from waste and secondary raw materials of the fat and oil industry and with sodium liquid soap NZHM, a composite mixture was obtained. The desired result was obtained at a consumption of 100 g/t of this composite demulsifier, as well as at a temperature of 50 ⁰C.

Ключевые слова: водонефтяная эмульсия, дисперс система, стабилизатор деэмульгирующая способность, смачивающе-моюще, хлористых солей деэмульгатор.

Keywords: oil-water emulsion, dispersion system, stabilizer demulsifying ability, wetting detergents, chloride salts demulsifier.

Цель разрушения водонефтяных эмульсий заключается в разрушении нефти и воды, чтобы улучшить процесс очистки загрязненных водоемов, увеличить эффективность процессов добычи и переработки нефти, а также снизить негативное воздействие нефтезагрязнений на окружающую среду и животный мир. Для достижения этой цели применяются различные физико-химические методы, такие как добавление диспергантов, флокулянтов, коагулянтов, а также применение ультразвукового воздействия, взаимодействие с бактериями и другие технологии.

Для разрушения водонефтяных эмульсий необходимо применять специальные методы и технологии, которые направлены на разделение нефти и воды, а также на улучшение процесса очистки и снижение вредного воздействия на окружающую среду.

Практика показывает, что подбор оптимального состава композиции деэмульгатора для разрушения каждого вида устойчивых водонефтяных эмульсий, представляет большую трудность. Он становится особенно проблематичным, если в составе эмульсий имеются такие высокодисперсные включения, которые в процессе нефтедобычи были введены в скважины с целью повышения их нефтеотдачи [1; С. 120-122]. Такими добавками чаще являются химикаты (ПАВ, мыла др.), минеральные примеси (соли) в больших количествах, которые затрудняют подбор композиции деэмульгатора для деэмульгирования нефти.

Известно, что при использовании деэмульгаторов для разрушения устойчивых эмульсий, процесс деэмульгирования протекает 6 и более часов, что требует больших материальных и энергетических затрат в нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях. Для устранения этих недостатков в последние годы разрабатываются новые композиции деэмульгаторов, с учетом состава разрушаемых эмульсий [2; С. 49-51].

Нами изучена, возможность эффективного деэмульгирования высокоустойчивых водонефтяных и нефтешламовых эмульсий.

Опыты проводили при расходе деэмульгаторов, 50 г\т и при постоянном перемешивании эмульсий мешалкой 100 об\мин. Полученные результаты представлены в табл. 1

Из табл.1. видно, что водонефтяные эмульсии трех месторождений разрушаются по разному. Так, например, при разрушении эмульсии «Северный Уртабулак» деэмульгатором К-1 при расходе 50 г\т нефти содержание остаточной воды составляет 1,5%.

Таблица 1

Остаточная вода (%) в нефти после её деэмульгирования разработанными деэмульгаторами

*- В скобках указано время отстоя водонефтяной эмульсии, час.

Достижение такого эффекта деэмульгирования, в рассмотренных случаях, можно объяснить вероятным изменением структуры эмульсии, т.е. изменением плотности электронных облаков ионов, непосредственно окружающих молекулы и, таким образом, их поляризацией.

По сравнению с обычными водонефтяными эмульсиями содержит больше механических примесей и других стабилизаторов, которые обуславливают высокий расход импортных дорогостоящих деэмульгаторов. Кроме того, часть эмульсии накапливается в придонном слое, который содержит до 40-45 % механических примесей (песка, глины, минералов и т.д.).

Известно, что чем больше молекулярная масса ПАВ, тем выще её деэмульгирующая способность. Учитывая это, мы синтезировали деэмульгатор СД, который не уступал зарубежным аналогам. В составе, кроме нефти, содержится вода и другие эмульгирующие вещества [3; С. 79-80].

Поэтому нами использована композиция, состоящая из СД-1 и доомыленного жидкого мыла с соотношением 1:1 при разрушении устойчивой эмульции, образованной в нефтешламе. Полученные результаты представлены в табл.2.

Из табл.2. видно, что с увеличением расхода композиции деэмульгаторов от 50 до 110 г/т, массовая доля воды, механических примесей и хлористых солей значительно снижается. Это достигается за счет подбора соотношения деэмульгаторов СД-1 и НЖМ в композиции адсорбентов и их расходе при разрушении устойчивых  водонефтяных эмульсий.

Таблица 2

Показатели процесса разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий

Спорным считается необходимость использования мылоподобных ПАВ в составе композиций деэмульгаторов, т.к. в большинстве случаев их эмульгирующая способность проявляется больше, чем смачивающие – моющая. Механизм действия мылоподобных ПАВ сильно зависит от состава и свойств дисперсной среды.

Известно, что ПАВ смачивающе-моющего действия обладают «раскалывающей» способностью воздействия на внешнюю и внутреннюю «скорлупообразную» структуру дисперсных частиц, состоящих в виде ядра из неорганических механических примесей и адсорбционного слоя из углеводородных соединений и ассоциированных природных эмульгаторов смолисто-асфальтеновых веществ. Причем, процесс пептизации ассоциированного адсорбционного слоя может быть завершен на всей поверхности дисперсной частицы, если ПАВ – реагент обладает смачивающей способностью и моющим действием. Роль моющего действия реагента (НЖМ) заключается в том, что смолисто-асфальтеновые «осколки» из коллоидно-дисперсного состояния переходят в состояние близкое к молекулярному растворению или ассоциированных структур. При этом, основная роль реагента как смачивателя сводится к максимальной гидрофилизации оголенной поверхности неорганической частицы, чтобы исключить возможность попадания ее в нефть (дисперсионную среду).

Разработанная композиция состояла из двух деэмульгаторов (СД и ОХС), полученных из отходов и вторичного сырья масложировой промышленности. Один деэмульгатор (СД) хорошо растворяется в нефти, а другой (ОХС) в водной среде. Это позволяет изменять их соотношения в получаемых композициях [4; С. 9-12]. .

 На рис.1 показаны изменения содержания остаточной воды, механических примесей и концентрации хлористых солей в зависимости от соотношения СД к ОХС в разрабатываемой композиции при температуре 50 ⁰С и расходе последнего равном 100 г/т .

Рисунок 1 Изменение остаточной воды, механических примесей и концентрации хлористых солей в товарной нефти в зависимости от соотношения деэмульгаторов СД и ОХС в разработанных композициях: 

1-для воды; 2-для механических примесей и 3- для концентрации хлористых солей

Из рис.1 видно, что с изменением соотношения нефтерастворимых (СД) и водорастворимых (ОХС) деэмульгаторов в разрабатываемых композициях для разделения остаточной воды, механических примесей и минеральных солей из товарной нефти, получаемой из нефтешламов, наблюдается различная степень их выделения, связанная с их природой и растворимостью в тех или иных деэмульгаторах. Причем для всех разделяемых веществ (воды, механических примесей и минеральных солей) область практического соотношения данных деэмульгаторов колеблется в пределах от (60:40 %) до (30:70 %) . Это объясняется содержанием того или иного стабилизатора (ПАВ) в составе эмульсии, образованной в водо-нефтяных эмульциях.

Следовательно, проведенные опытно-производственные испытания показали, что рекомендуемая технология получения композиции деэмульгаторов для разделения остаточной воды, механических примесей и минеральных солей может быть использована в УПН «Северный Уртабулак», а оптимальное соотношения СД и ОХС должно экспериментально определено в каждом конкретном случае лабораторными исследованиями. Данная технология позволяет снизить себестоимость подготовки нефти из нефтешламовой эмульсий и снизить потери углеводородов в окружающей среде.

Список литературы:

1. Капустин В.М., Рудин М.Г. Химия и технология переработки нефти.- М: Химия, 2013.-495.
2. Очилов А.А, Абдурахимов С.А., Адизов Б.З. Разрушение устойчивых водонефтяных эмульсий местных нефтей деэмульгаторами серии-Д // Журнал «Химия и химическая технология». - Ташкент, 2011. - №1. - С. 49-51. (02.00.00. №3)
3. Очилов А.А, Абдурахимов С.А., Адизов Б.З. Тяжелые нефти узбекистана и их устойчивые водонефтяные эмульсии // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. – г. Москва , 2019, - № 9 (66). С.77-80. (02.00.00. №1)
4. Очилов А.А, Абдурахимов С.А., Адизов Б.З. Получение натриевой соли сульфированного экстракционного хлопкового масла для разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий, образованных из тяжелых нефтей // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. – г. Москва , 2019, - № 10 (67)-С.9-12.(02.00.00. №1)