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 |

Исследование и интенсификация технологических процессов обезвоживания нефти с применением физико-химических методов

-- [ Страница 2 ] --

На основе анализа времени формирования исследуемых эмульсий был сделан вывод, что критическим фактором, определяющим эффективность воздействия аппарата на водонефтяную эмульсию, является возраст образования последней. Чем моложе эмульсия, тем наиболее динамично и полно она разрушается.

И, напротив, - утолщение и упрочнение адсорбционных оболочек на глобулах воды с течением времени является главной причиной, препятствующей проявлению РПАА деэмульгирующих функций (рисунок 4).

Рисунок 4 – Динамика обезвоживания эмульсионных нефтей

с различным временем формирования реагентом Дефакс Б2 (25 г/т.) и РПАА

(2500 об./мин., 2 мин.)

Последующие испытания РПАА на свежих водонефтяных эмульсиях показали, что для каждой эмульсии существует свой оптимальный режим обработки в РПАА. Однако в большинстве случаев использование только аппарата для обезвоживания нефтей недостаточно: обработанная нефть в большом количестве содержит воду (до 66% мас.). В дополнение к роторно-пульсационному акустическому воздействию на эмульсию всегда необходимо термохимическое воздействие. В общем виде динамика обезвоживания нефти различными способами показана на рисунке 5.

  Динамика обезвоживания эмульсии №4 различными способами (режим РПАА – 7800-6

Рисунок 5 – Динамика обезвоживания эмульсии №4 различными способами

(режим РПАА – 7800 об./мин., 120 с.)

Отдельными способами исследуемые эмульсии разрушаются лишь частично. Наиболее глубокое отделение воды от нефти происходит лишь при совместном воздействии термохимии и РПАА, причем, использование аппарата в технологии обезвоживания нефти позволяет снизить эффективную дозировку реагента со 150 до 50 г/т.

Особенно интересными представляются результаты обезвоживания эмульсии угленосного горизонта: она не разрушалась ни при высоких дозировках реагентов (150 г/т.), ни при повышенной температуре (70°С). Однако комбинированная обработка эмульсии реагентами и РПАА обеспечивает полное отделение воды в течение 15 минут после начала отстоя при температуре до 400С (рисунок 6).

  Динамика обезвоживания нефти №7 угленосного горизонта различными-7

Рисунок 6 – Динамика обезвоживания нефти №7 угленосного горизонта

различными способами (режим РПАА – 2700 об./мин., 120 с.)

Вторым этапом работы с РПАА стало его исследование в условиях процесса обессоливания нефти. Обессоливанию подвергались нефти девонского и карбонового горизонтов. Процесс смешения пресной воды с обезвоженной нефтью проводили двумя методами: с помощью РПАА и ручным встряхиванием.

Обессоливание девонской нефти при различных режимах показало, что определяющим фактором данного процесса подготовки нефти является температура обессоливания. И поскольку существенного различия в эффективности процесса обессоливания при температуре 550С между ручным перемешиванием и перемешиванием в РПАА не выявлено, то необходимость монтажа РПАА в блоке обессоливания на установке по подготовке нефти отпадает. Также применение РПАА не обеспечило необходимую глубину обессоливания более тяжелых карбоновых нефтей.

На наш взгляд, роторно-пульсационный акустический аппарат может быть разновидностью процесса внутритрубной деэмульсации нефти. При турбулентном движении отдельные глобулы эмульсии сталкиваются со стенками аппарата, что приводит к разрушению защитных бронирующих оболочек. Глобулы пластовой воды при этом переходят в пленочное состояние. На неё дополнительно воздействуют центробежные силы и акустические колебания, что приводит к обновлению адсорбционных слоёв и, за счёт присутствия в потоке реагентов-деэмульгаторов, происходит разрушение бронирующих оболочек из природных эмульгаторов. В результате получается неустойчивая грубодисперсная эмульсия с каплями, лишенными прочной адсорбционной оболочки, не способными стабилизировать вновь эмульсию любого типа. Неэффективность обезвоживания «старых» эмульсий связана с тем, что суммарная сила, образующаяся в РПАА, недостаточна для разрушения высоко бронированных адсорбционных слоёв.

Таким образом, использование в процессе обезвоживания нефти роторно-пульсационного акустического аппарата совместно с реагентом способствует эффективному перемешиванию реагента с эмульсией, разрушению адсорбционного слоя из природных эмульгаторов, в результате чего наблюдается более динамичный отстой воды от нефти, уменьшение расхода деэмульгатора. И, как следствие, все это приводит к интенсификации процесса. Таким образом, результаты позволяют рекомендовать включение РПАА в схему сбора и подготовки нефти, особенно на мелких месторождениях, где отсутствует разветвленная трубопроводная система. Но его селективность к «свежим» нефтяным эмульсиям ограничивает область применения аппарата и требует тщательного выбора места его внедрения.

Рисунок 7 – Принципиальная схема установки РПАА в системе добычи нефти.

Вторая часть третьего раздела содержит обсуждение результатов обезвоживания нефтей и промежуточных слоев с помощью микроволновой технологии.

При воздействии микроволн на водонефтяную эмульсию скорость нагрева её компонентов различна. Скорость протекания процесса теплового воздействия на систему значительно выше, чем при классических методах нагрева. Микроволновое воздействие возбуждает дипольное вращение молекул среды при наличии мощных межмолекулярных связей, что приводит к появлению гистерезиса между приложенным полем и индуцированным откликом, а запасенная вследствие этого энергия выделяется при релаксации в виде тепла. Теоретически такая обработка должна приводить к более эффективному разделению нефтяной эмульсии на ее составляющие компоненты (нефть, вода).

Для проведения исследований была использована лабораторная установка, состоящая из микроволновой камеры, генератора микроволн на магнетроне 2450 МГц и блока управления (рисунок 8).

  Лабораторная микроволновая установка. На первой стадии исследования-9

  Лабораторная микроволновая установка. На первой стадии исследования-10

Рисунок 8 – Лабораторная микроволновая установка.

На первой стадии исследования работы микроволнового аппарата проводили деэмульгирование естественных и искусственных нефтяных эмульсий с различным временем «старения». В опытах сравнивали эффективность обезвоживания нефтей термохимическим методом и методом, комбинирующим микроволновое облучение (при различных режимах работы установки) и химическую обработку. В качестве реагентов-деэмульгаторов использовали РИФ, Реапон-4В, Рекод 752А, Полинол при их расходах от 20 до 100 г/т. Эффективность отстоя контролировали в течение 30 минут. При микроволновой обработке в эмульсию дозировали реагент, эффективно ее перемешивали ручным способом и помещали в лабораторную микроволновую установку, предварительно установив соответствующий режим обработки. После обработки сосуд с эмульсией вынимали из камеры, замеряли температуру водонефтяной системы и объем воды, отделившейся в течение 30 минут без дополнительного термостатирования.

Рисунок 9 – Обезвоживание нефти термохимическим методом с применением микроволновой технологии (срок хранения эмульсии 45 дней).

Экспериментальные данные показали, что микроволновое воздействие в дополнение к действию реагента способствует более глубокому и динамичному отстою воды от нефти, особенно при обработке застаревших эмульсий, хотя известно, что «старые» эмульсии разрушаются значительно труднее «свежих» (рисунок 9). При повышении интенсивности работы микроволновой установки (увеличение времени нахождения эмульсии в аппарате), эффективность обезвоживания нефти возрастает. В некоторых опытах обработка эмульсии с помощью аппарата способствует уменьшению дозировки реагента.

Микроволновое воздействие также было использовано для обработки промежуточных слоев, формирующихся в отстойной аппаратуре. Промежуточные слои - это высокостойкие множественные нефтяные эмульсии с высоким содержанием воды и механических примесей. Как правило, для их разрушения требуется увеличение расхода реагента в 5 раз и повышение температуры до 800С, чаще всего эти множественные эмульсии образуются в отстойниках и резервуарах на границе раздела фаз, накопление которых способно свести массообмен к нулю и полностью нарушить любой технологический процесс. В настоящее время на промыслах промежуточные слои периодически подрезаются и доставляются на установки по переработке нефтяных шламов.

Для проведения испытаний были отобраны два образца промежуточных слоев: из отстойников установок подготовки нефти НГДУ «Азнакаевскнефть» (нефти девонского горизонта) и НГДУ «Лениногорскнефть» (нефти карбонового горизонта). Характеристика их приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика промежуточных слоев.

№ п/п Место отбора Горизонт Плотность нефти при 200С, кг/м3 Плотность эмульсии при 200С, кг/м3 Обводненность эмульсии, % мас. Содержание мехпримесей, % мас. Содержание смол, % Содержание асфальтенов, %
1 Азнакаевский товарный парк резервуар № 20 Девон 890 960 35 2,7 10,7 14,8
2 Горкинский товарный парк резервуар № 2 Карбон 925 980 13 3,9 18,5 19,6

Обработка образца №1 различными способами показала следующее (рисунок 10). При введении в систему реагента-деэмульгатора (Реапон 4В, Рекод 752А, Полинол, 500 г/т.) выделения обезвоженной нефти не происходит, отделение воды незначительно – 14% от общей воды в нефти.

При дополнительном введении в промслой небольшого объема прямогонного бензина (tкипения – до 180 0С) (метод, облегчающий разрушение промслоя за счет снижения его вязкости и плотности) выделяется 70% обезвоженной нефти, а оставшиеся 30% приходятся целиком на промежуточный слой. Выделения воды из него не происходит: она перераспределяется, образуя нижний обводненный (более плотный и устойчивый промслой) и верхний безводный нефтяные слои. При обработке нефтяной системы, содержащей деэмульгатор (Реапон 4В, 500 г/т.) и растворитель, в микроволновой камере из промслоя выделяется 28% воды и 62% обезвоженной нефти. Количество промежуточного слоя при этом уменьшается до 10%. Подобный эффект достигается и при использовании другого химреагента (Полинол): совместное воздействие деэмульгатора, микроволн и добавки бензина (растворителя) позволяет получить обезвоженную нефть в количестве 65%, при этом количество промежуточного слоя уменьшается до 5%.

При обезвоживании более устойчивого промежуточного слоя №2, образованного из нефти карбонового горизонта, отделения воды не происходило - отмечался лишь ее переход из всего объема промслоя в нижние слои, в результате чего образовался верхний безводный слой нефти (рисунок 11).

Видно, что больший объем сухой нефти выделяется при микроволновом воздействии с введением в систему реагента-деэмульгатора и бензина.

Таким образом, для разрушения высокостойких водонефтесодержащих систем целесообразно использовать кратковременное воздействие на них микроволновых полей в сочетании со специально подобранными деэмульгаторами.

Подобная обработка через сутки отстоя позволяет резко уменьшить количество трудноразрушимых нефтяных систем и выделить из них до 85% обезвоженной нефти.

На действующих установках по подготовке нефти микроволновую технологию можно внедрить следующим образом. Промежуточные слои, образовавшиеся в отстойниках, смешиваются с реагентом и прямогонным бензином и прокачиваются через узел микроволновой обработки с определенной скоростью. Далее обработанные слои направляются в резервуары на суточный отстой (рисунок 12).


Рисунок 11 – Количество промслоя, нефти и воды (% масс.), полученных из промслоя № 2 при различных условиях воздействия на него (время отстоя 24 часа): 1 – исходный промслой; 2 – термохимия (300 г/т) с введением бензина; 3 – термохимия (500 г/т) с введением бензина; 4 – обработка микроволнами без реагента; 5 – обработка микроволнами с термохимией (300 г/т) и с введением бензина; 6 - обработка микроволнами с термохимией (500 г/т) и с введением бензина.

Рисунок 10 – Количество промслоя, нефти и воды (% масс.), полученных из промслоя № 1 при различных условиях воздействия на него (время отстоя 24 часа): 1 – исходный промслой; 2 – термохимия; 3 – термохимия с введением бензина; 4 – обработка микроволнами с термохимией (Реапон 4В) и бензином; 5 – обработка микроволнами с термохимией (Полинол) и с введением бензина.





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.