авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Разработка способов снижения содержания асфальтосмолистых и парафиновых отложений при переработке газа и газовых конденсатов

-- [ Страница 2 ] --

Продолжение таблицы 1


Содержание в пробе, мг/дм3
№ п/п Наименование компонента Исходный амин После 2 недель эксплуатации. После 2 месяцев эксплуатации. После 11 месяцев эксплуатации.
8 Этилизопропилдисульфид не обн. не обн. не обн. 9,64
9 Этилбутилдисульфид не обн. не обн. не обн. 3,98
10 1,2,4,6-Тетратеан не обн. 0,23 0,44 не обн.
11 3,5-Диметил-1,2,4-тиолан не обн. 0,17 не обн. не обн.
12 Тетратионин не обн. не обн. 0,10 не обн.
13 Лентионин не обн. 0,34 1,80 1,83

14 Неидентифицированные серосодержащие соед. не обн. 0,11 0,20 не обн.


а) после 2-х месяцев работы б) после 11 месяцев эксплуатации

Рисунок 4 - Динамика накопления осадкообразующих компонентов в растворе алканоламинов

Осадкообразующие компоненты абсорбента как сера и ее производные, продукты деградации абсорбента образовались в результате следующих реакций:

- сера: H2S+O22H2O+2S; дисульфиды: 2RSH+1/2O2RS-SR+H2O;

- диалкилсульфиды: результат окисления соответствующих тиолов;

- бензойная кислота: С6Н5СН3+1,5О2С6Н5СООН+Н2О

Продукты деградации амина- результат следующих реакций:

1) HN(CH2CH2OH)2+CO2HOCH2 CH2N -СH2CH2COO+Н2О

(ДЭА) (1- гидроксиэтил-оксазолидон -ГЭОЗД)

2) ДЭА+ГЭОЗД(НОСН2СН2)2N СН2NH СН2 СН2ОН +СО2

(трис(гидроксиэтил) этилендиамин-ТГЭЭД)

При этом продукт первой реакции является первичным и исходным материалом для образования других.

Утяжеление (конденсация или уплотнение) и изомеризация абсорбированных углеводородов при температуре 120-130 0С (температура регенерации алканоламинов) возможно в присутствии оксидов металлов (марганца, хрома), обнаруженные как в рабочих растворах алканоламинов, так и в составе АСПО из теплообменников «амин-амин»:

Cr+6

СН3- СН2- СН2- СН2- СН3 СН3- СН2- СН2 - СН3

СН2

Cr+6

С5Н11- С5Н11 С5Н11- С5Н10 -С5Н10- С5Н11

Таким образом, возникновение АСПО на поверхности теплообменной аппаратуры результат следующих процессов:

- фракции углеводородов, содержащие смолы и парафины и поступающие в виде капельной жидкости в систему абсорбционной сероочистки газа, образуют стойкие эмульсии;

- в процессе регенерации фракции углеводородов частично испаряются в регенераторе амина, частично вступают в реакции конденсации (утяжеления) при высоких температурах в присутствии окислов металлов (хром, марганец) и накапливаются;

-наблюдается в процессе эксплуатации абсорбента деградация аминов и накопление продуктов деградации;

-углеводороды совместно с продуктами деградации и окисления алканоламинов и коррозии, эрозии металла диспергируются в аминовом растворе и в дальнейшем осаждаются на поверхности теплообменников, являясь связующим, склеивающим агентом минеральной составляющей отложений.

Данный процесс возникновения осадкообразующих компонентов в системе аминовой очистки можно охарактеризовать как абсорбционно- окислительный и конденсационный.

При изучении механизма образования АСПО в системе жидких углеводородов ОГПЗ установлено, что образованию донных отложений в резервуарах хранения стабильного конденсата способствуют: низкие температуры хранения, увеличение доли нефти в конденсате, содержащей высокомолекулярные углеводороды, конструктивные особенности резервуаров - наличие на их днищах застойных зон.

По сравнению с проектными данными состав стабильного конденсата ОГПЗ утяжелился по содержанию С6+ на 2 %.

Проведены исследования в модельных резервуарах емкостью 5 дм3 по установлению изменений физико-химических показателей верхнего и придонного слоя стабильного конденсата в течение 5 месяцев и отсутствия температурных колебаний (t= 20 0C) в условиях имитирующих конструктивные особенности резервуаров. По результатам испытаний рассчитан фактор устойчивости (F) нефтеконденсатной системы во времени. где Ав, Ан- концентрация асфальтенов в верхнем и нижнем слоях модельной емкости.

Если нефтеконденсатную смесь в модельной емкости определить как многокомпонентную изолированную систему с определенным термодинамическим потенциалом (функция, отражающая меру глубины и возможности протекания физико химических процессов), то при постоянных температурах и давлениях имеет место гауссовское распределение компонентно - фракционного состава по свободной энергии Гиббса. Обозначив фактор устойчивости нефтеконденсатной смеси как константу равновесия процесса осадкообразования Кi в период времени, используя уравнение связи константы равновесия и свободной энергии возможен расчет изменения свободной энергии в течение времени испытаний:

G=-RTilnKi,

В процессе исследований (таблица 2) наблюдается снижение фактора устойчивости и увеличением свободной энергии в первые 3 месяца. Это значит, система метастабильна и равновесный процесс сдвинут в сторону образования АСПО. Затем значение G и F практически стабилизируются. Это свидетельствует что, процесс осадкообразования замедлен, и увеличение концентрации асфальтенов, смол в придонном слое, вероятно, происходит за счет межмолекулярных взаимодействий.

Данная стабилизация значений G и F системы стабильной нефтеконденсатной смеси характерна для замкнутых систем. В реальных условиях, когда резервуар работает в режиме «прием-откачка» накопление донного осадка происходит постоянно, непрерывно и достигает за 23 месяца эксплуатации в резервуарах РВС -5000 ОГПЗ до 220 м3 (слой толщиной 65 см) и более.

Таблица 2- Оценка седиментационной устойчивости стабильной нефтеконденсатной дисперсной системы

Период Место Массовое содержание, % Фактор устойчивости F G, Дж/мол К
отбора (месяц) отбора Асфаль-тены Смолы Парафины Механические примеси,
0 0,40 1,32 1,69 0,007
1 Верх 0,48 2,02 1,62 0,0013
Низ 0,51 1,30 1,62 0,033 0, 94 150,7
2 Верх 0,42 1,29 0,79 0,00079
Низ 0,52 1,14 1,31 0,082 0,81 513,3
3 Верх 0,26 4,29 1,80 0,00057
Низ 0,55 4,55 0,89 0,15 0,47 1839
4 Верх 0,25 4,63 1,83 отс.
Низ 0,55 5,01 0,89 0,17 0,46 1891
5 Верх 0,51 4,65 1,85 отс
Низ 1,11 5,30 0,80 0,23 0,46 1891

Получены данные о том, что процесс образования АСПО в исследуемом стабильном конденсате ОГПЗ резко возрастает при понижении температуры, начиная с +70С, вследствие усиления кристаллизации парафина. Фактический температурный режим в резервуарах хранения зависит от температуры окружающей среды и колеблется в пределах +4+290С.

Таким образом, общий процесс формирования донных осадков в емкостях хранения стабильного конденсата ОГПЗ является следствием процесса образования твердой парафиновой взвеси вследствие низких температур и накопления АСПО, обусловленные как процессами межмолекулярных взаимодействий асфальтосмолистых веществ (АСВ), так и конструктивными особенностями резервуаров хранения стабильного конденсата, способствующие процессу осаждения АСВ из-за неустойчивости нефтеконденсатной системы.

Установлено, что причинами присутствия значительного количества хлористых солей и продуктов коррозии во входных сепараторах установки стабилизации являются обводненность сырья и импульсное попадание в сырьевой поток жидких углеводородов продуктов поршневания (очистки) трубопроводов содержащих в своем составе более 50 % парафинов, до 10 % высокоминерализованной пластовой воды.

Четвертая глава посвящена анализу результатов экспериментов по установлению природы отложений в технологическом оборудовании ОГПЗ и разработке оптимальных методов борьбы с АСПО на заводе. Установлено, что отложения в оборудовании ОГПЗ представляют собой сложную смесь, которая включает в различных соотношениях парафины, асфальтосмолистые вещества, некоторое количество растворенных жидких углеводородов, механические примеси, кристаллы неорганических солей, продукты деградации реагентов. Отложения из различных видов оборудования кардинально отличаются по составам. Согласно классификации, исследованные отложения из системы переработки, хранения, транспорта жидких углеводородов относятся к парафиновой группе (СП /(СА+СС)>1, где СП, СА, СС - массовое содержание парафинов, асфальтенов, смол соответственно в составе отложений), из системы переработки газа – к асфальтеновой (СП /(СА+СС ) < 1). По содержанию минеральной части отложения с установки стабилизации, из системы хранения, с установки сероочистки газа относятся к типу П3-отложения с повышенным содержанием минеральных примесей, пробы АСПО с системы транспорта к типу П1 -отложения с малым содержанием механических примесей (таблица 3).

Растворителями для данных типов отложений могут быть реагенты, растворяющие органическую часть, разрушая тем самым связующий каркас отложений, состоящий из асфальтенов, смол, превращая неорганическую составляющую в подвижную дисперсную систему, легко выносимую с оборудования потоком растворителя. Растворителями также могут служить композиции удалителей с ПАВ, обладающие пептизирующими и дефлокулирующими свойствами по отношению к органической части. Наиболее эффективными органическими растворителями диспергаторами в ряду испытанных реагентов для удаления отложений парафинового типа являются прямогонные углеводородные фракции. Выполненные исследования показали, что действие прямогонных фракций основано на диспергировании массы АСПО за счет избирательного растворения компонентов (таблица 4).

Таблица 3 - Состав и тип АСПО

Отложения Состав, %
Асфальтены (СА) Смолы (Сс) Парафины (СП) Продукты деградации амина Неорганическая часть Тип отло-жений
1 2 3 4 5 6 7 8
Входные сепараторы установки стабилизации
ВО1 В (КНГКМ) 4,3 1,7 30,1 5,8 58,1 4,98 П*
ВО2 В (КНГКМ) 4,8 1,4 31,1 2,4 60,3 5,01 П
ВО1 С (ОНГКМ) 2,1 2,6 39,0 2,3 54,0 8,30 П
ВО2 С (ОНГКМ) 2,0 2,7 39,3 2,0 54,0 8,32 П
Резервуар хранения стабильного конденсата ОГПЗ 5,0 11,0 64,3 3,0 16,7 4,02 П
Теплообменник установки сероочистки газа
Трубное пространство 3,5 2,2 1,8 43,4 49,1 0,33 А**
Межтрубное пространство 2,3 2,6 0,3 40,7 54,1 0,06 А
* Парафиновый тип отложений. ** Асфальтеновый тип отложений

Таблица 4 – Растворимость АСПО парафинового типа

Растворимость АСПО, %
Растворяющий агент Входные сепараторы установки стабилизации конденсата С резервуара хранения стабильного Из железнодорожной
- растворитель В01 В В01 С конденсата цистерны
Толуол 47,6 39,6 65, 9 78,2
Бензол 42, 3 33,9 62, 6 75,6
Бензол : толуол (1:1) 44,6 30,5 - 79,1
Фракция 30-120 0С 53,3 42,3 42, 2 71,0
Фракция 60-180 0С 50,6 38, 1 26, 9 45,3
Фракция 150-200 0С 52,6 42,0 44,1 62, 1


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.