Продукция ОАО «Алтайский Химпром» для нефтяной промышленности. Присадка для транспортировки нефти


Присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов

Присадка комплексного действия, предназначенная для улучшения процессов транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержит полимер, азотсодержащее соединение и поверхносто-активное вещество, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размером частиц 40 нм, в качестве полимера используют низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества – гидразин, а в качестве поверхносто-активного вещества – неионогенное поверхносто-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65гидразин 20-25указанный оксид алюминия 5-10Реапон-4В 5-10

Технический результат заключается в том, что присадка обладает как вязкостным, так и противотурбулентным действием и проявляет высокую механическую устойчивость к различным механическим деструкциям. 4 пр., 5 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к присадкам для транспортировки нефти и нефтепродуктов по промысловым трубопроводам, и может быть использовано для снижения гидродинамического сопротивления и регулирования реологических свойств вязких нефтей и нефтяных эмульсий.

В нефтяной промышленности существует большое разнообразие добавок, основу которых составляет полимерный компонент. Наибольшее распространение среди них получили вязкостные и противотурбулентные присадки, которые нацелены либо на снижение вязкости, либо - на снижение гидравлического сопротивления. Эти присадки позволяют существенно снизить затраты на перекачку жидкостей по трубопроводу и нагрузку на перекачивающее оборудование. Однако они не способны решать обе эти задачи совместно. Поэтому актуальным направлением разработки такого рода присадок, снижающих эксплуатационные затраты на транспортировку нефти и нефтяных эмульсий, является формирование композиций, обладающих как вязкостным, так и противотурбулентным действиями.

Известны полимерные присадки противотурбулентного действия на основе полисахарида (US №2007205392, С09K 5/10, 2007), полиакриламида (WO 2412395, МПК C10L 1/2383, 2008), полиолефинов (US №61722151, MПК C08L 33/26, 2001). Однако они не способны оказывать существенного влияния на изменение реологических свойств нефти и нефтяных эмульсий.

Известны композиции, снижающие вязкость (например, патенты RU 1271375, RU 2285034, RU 1271375, RU 2453584, RU 2242503). Известные присадки нацелены на изменение реологических свойств нефтей и нефтепродуктов, однако они не обладают противотурбулентным действием по отношению к нефтям и нефтяным эмульсиям при их транспортировке трубопроводным транспортом. Кроме того, эти присадки теряют свою эффективность в условиях турбулентного режима течения жидкости.

Полимерные присадки, обладающие как противотурбулентными, так и вязкостными свойствами, в источниках информации не были выявлены.

В качестве прототипа выбрана композиционная депрессорная присадка, используемая для парафинистых и высокопарафинистых нефтей, включающая в свой состав сополимер этилена с винилацетатом, сукцинимид мочевины, триэтаноламин, неонол, сульфонат натрия (патент RU 2453584, МПК C10L 1/182, опубл. 20.06.2012).

Однако данная присадка не способна снижать гидравлическое сопротивление прокачиваемой жидкости в трубопроводной системе.

Задачей настоящего изобретения является создание присадки комплексного действия, предназначенной для снижения гидродинамического сопротивления и для регулирования реологических свойств вязких нефтей и нефтяных эмульсий при транспортировке трубопроводным транспортом.

Поставленная задача решается тем, что присадка комплексного действия, для транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержащая полимер, азотсодержащее соединение и поверхностно-активное вещество, согласно изобретению, дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размерами частиц 40 нм, а в качестве полимера содержит низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества - гидразин, в качестве поверхностно-активного вещества - неионогенное поверхностно-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65
гидразин 20-25
указанный оксид алюминия 5-10
Реапон-4В 5-10

Техническим результатом изобретения является присадка комплексного действия, которая снижает вязкость и гидродинамическое сопротивление нефти и вязких нефтепродуктов при транспортировке трубопроводным транспортом, обладающая высокой устойчивостью к механодеструкциям.

Изобретение поясняется чертежами и графиками, приведенными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 представлена микрофотография композиции, содержащей низкомолекулярный полиэтилен, гидразин и Реапон-4 В.

На фиг. 2 приведена микрофотография предлагаемой присадки.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема установки для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений.

На фиг. 4 - схема рабочего блока установки для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений.

На фиг. 5 представлен график зависимости изменения расхода перекачиваемой среды от числа циркуляционных циклов в системе при температуре перекачки 23-25°С и турбулентном режиме течения, где кривая 1 - дизельное топливо (ДТ), кривая 2 - ДТ+присадка M-FLOWTREAT, кривая 3 - ДТ+предлагаемая присадка.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В присадках противотурбулентного действия, как правило, используются высокомолекулярные полимеры, а в вязкостных - низкомолекулярные. В предлагаемой присадке используют низкомолекулярный полиэтилен (НМПЭ), благодаря которому присадка обладает вязкостными свойствами, и наноразмерный оксид алюминия. Роль оксида алюминия по данным физико-химических исследований, заключается в образовании линейных структур за счет ассоциативных связей между частицами оксида алюминия и молекулами НМПЭ. В результате образуются структуры с более длинными цепочками, за счет чего присадка обладает противотурбулентным эффектом. Образование таких структур подтверждается микрофотографиями, полученных с помощью растворного электронного микроскопа JSM-6490LV (фиг. 2). Сравнение фотографий на фиг. 1-2 явно показывает образование линейных агломератов, размеры которых варьируются в диапазоне от 75 до 225 нм, образующихся за счет наличия в составе предлагаемой присадки наноразмерного оксида алюминия.

Кроме того, при прохождении нефти с предлагаемой присадкой по трубопроводу через систему местных сопротивлений (насосы, задвижки) линейные структуры присадки, образованные наночастицами оксида алюминия и молекулами НМПЭ, распадаются и далее, в потоке, вновь восстанавливаются, что позволяет присадке сохранять «живучесть» при длительной прокачке. Другими словами, предлагаемая присадка обладает высокой устойчивостью к различным механическим деструкциям, т.е. сохраняет противотурбулентную эффективность. Тогда как противотурбулентные присадки на основе высокомолекулярных полимеров имеют низкую устойчивость к механическим воздействиям вследствие разрушения молекул полимера в потоке и при прохождении через систему местных сопротивлений. В результате эффективность противотурбулентного действия таких присадок снижается, особенно при транспортировке на большие расстояния.

Характеристика компонентов присадки.

Полиэтилен низкомолекулярный (ТУ 2211-091-05766563-2012, (производство ООО «ТрансХим») - мазе- или воскообразное вещество от светло-серого до коричневого цвета. Динамическая вязкость расплава 20-400 мПа⋅с.

В качестве источника наноразмерных частиц оксида алюминия использовали дисперсию оксида алюминия в водном носителе NANOBYK - 3600. Содержание наночастиц составляет 50%. Размер частиц - 40 нм.

Для улучшения текучести в заявленной присадке используют гидразин (ГОСТ 19503-88) - бесцветную прозрачную жидкость, растворимую в воде и в спирте в любых соотношениях.

Реапон-4В (ТУ 2226-005-10488057) представляет собой прозрачную жидкость без механических примесей от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Реапон-4В способствует образованию высокодисперсной системы при растворении присадки. Это позволяет предлагаемой композиции более эффективно распределиться в потоке перекачиваемой среды.

Присадку готовят последовательным смешением компонентов при температуре 60-80°С в течение 2-3 часов.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1

В колбу загружают 6,5 г НМПЭ и расплавляют при 70°С. Далее добавляют последовательно 1 г водной дисперсии частиц оксида алюминия, 2 г гидразина и 1 г Реапон-4В. При температуре 70-80°С систему перемешивают 1,5-2 часа. Далее полученную смесь сушат на воздухе. В результате получают присадку, содержащую в масс. %: НМПЭ - 65, гидразин - 20, наноразмерные частицы оксида алюминия - 5, Реапон-4В - 10. Присадка представляет собой порошок светло-серого цвета, хорошо растворимый в различных органических соединениях.

Примеры 2-3

Присадки готовят аналогично примеру 1, варьируя содержание компонентов.

Пример 4

Присадка приготовлена аналогично примеру 1 без наноразмерного оксида алюминия, при этом массовое соотношение остальных компонентов не изменялось.

Для корректного сравнения результатов была синтезирована присадка-прототип по способу, описанному в патенте RU 2453584. В результате получили 10 г присадки, содержащей 20 масс. % компонента А, 10 масс. % компонента Б и 70 масс. % растворителя.

Составы полученных присадок представлены в таблице 1.

Эффективность действия присадок оценивали по снижению вязкости и гидродинамического сопротивления нефти, нефтяных эмульсий и дизельного топлива. Для этого присадку растворяли в небольшой порции нефти или эмульсии при нагревании и перемешивании до получения стабильной однородной системы. Полученную смесь вводили в исследуемую среду из расчета 50 ppm присадки для исследования вязкостных свойств и 100 ppm - для исследования противотурбулентных.

Испытания присадки проводили на нефти Ромашкинского месторождения со следующими характеристиками:

Плотность, кг/м3 893,2
Кинематическая вязкость при 20°С, сСт 39,3
Кинематическая вязкость при 50°С, сСт 10,57
Содержание серы, % вес. 2,28
Содержание асфальтенов, % вес. 4,19
Содержание парафинов, % вес. 2,89
Содержание смол, % вес. 20,57

Вязкостные свойства присадок оценивали по изменению динамической вязкости нефти и нефтяных эмульсий на ротационном вискозиметре DV-II+Pro и ротационном реометре HaakeRheostressRS 6000 (Германия) при скоростях сдвига в диапазоне от 0,014 с-1 до 30 с-1 и температурном интервале от -10°С до 20°С. По полученным данным рассчитывали эффективность вязкостных свойств присадки Ев (%) по формуле:

,

где μи.с - коэффициент динамической вязкости исследуемой среды, Па⋅с, μи.с+присадка - коэффициент динамической вязкости исследуемой среды с присадкой, Па⋅с.

Противотурбулентные свойства присадок оценивали по снижению гидравлического сопротивления (эффект Томса) перекачиваемой среды при 23-25°С на специально разработанной установке для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений в условиях, близких к реальным (патент на полезную модель RU 166259, G01F 25/00, 21.11.2016).

Установка включает расходный бак 1 с устройством термостатирования, состоящим из расположенного внутри бака змеевика 2 и внешней рубашки охлаждения 3, рабочую магистраль 4, на которой последовательно расположены задвижка 5, насос 6, измеритель давления 7, расходомер 8, рабочий блок 9 и измеритель давления 10, переливную магистраль 11 с задвижкой 12 и возвратную магистраль 13 с измерителем температуры 14 (фиг. 3). Рабочий блок 9 включает три параллельные рабочие ветки 15, 16, 17 (фиг. 4). Каждая рабочая ветка имеет последовательно расположенные задвижки 18, 19, 20 и змеевики 21, 22, 23. Змеевики 21, 22, 23 имеют разные диаметры, при этом два змеевика 21 и 22 меньших диаметров снабжены внешней рубашкой охлаждения 24. На рабочей магистрали между расходным баком 1 и задвижкой 5 установлена задвижка для слива 25.

По полученным результатам рассчитывали эффективность действия противотурбулентных свойств присадки Еп(%) по формуле:

,

где ϑи.с - объемный расход исследуемой среды, м3/ч, ϑи.с+присадка - объемный расход исследуемой среды с присадкой, м3/ч.

Также для анализа противотурбулентных свойств была проведена сравнительная оценка эффективности предлагаемой присадки с промышленной противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT производства Миррико Холдинг Лимитед (VG), основу которой составляют высокомолекулярные полимеры высших α-олефинов.

В связи с тем, что в источниках информации не было обнаружено описания присадок комплексного вязкостно-противотурбулентного действия дополнительно была приготовлена модельная присадка, представляющая собой композицию из вязкостной и противотурбулентной присадок. Для этого использовали в качестве противотурбулентного реагента присадку M-FLOWTREAT, а в качестве вязкостного реагента - присадку-прототип. Присадку готовили путем смешения расплавов этих присадок при массовом соотношении присадка-прототип: промышленная присадка равном 1:3 (при таком соотношении модельная присадка проявляет наибольшую эффективность).

Результаты исследований вязкостных и противотурбулентных свойств присадок представлены в таблицах 2 и 3.

Как видно из табличных данных (табл. 2), предлагаемая присадка комплексного действия оказывает значительный эффект на снижение вязкости нефтяных эмульсий. Эффективность ее действия на 25% при 20°С и на 36% при 0°С больше, чем эффективность действия прототипа. Вязкостное действие предлагаемой присадки особенно эффективно при отрицательных температурах. При температуре минус 5°С эффективность ее действия может достигать 80% (пример 1), что существенно выше, чем у прототипа. Это позволяет использовать предлагаемую присадку при транспортировке нефти и нефтепродуктов в осенне-зимний период.

Роль наноразмерного оксида алюминия наглядно показана в примере 4. Присадка, не имеющая в своем составе указанный оксид алюминия, проявляет вязкостные свойства, но эффективность ее на ~50% ниже, чем у предлагаемой присадки.

Промышленно используемая противотурбулентная присадка M-FLOWTREAT не способствует снижению вязкости углеводородных систем. Модельная присадка так же не способна эффективно снижать вязкость углеводородной системы.

Аналогичные результаты были получены при исследовании эффективности действия присадок по снижению вязкости нефти (табл. 3).

В таблице 3 так же приведены результаты исследования противотурбулентного действия присадок в зависимости от количества циркуляционных циклов.

Анализ табличных данных показывает, что заявляемая присадка комплексного действия оказывает противотурбулентное действие, сравнимое по эффективности с промышленной противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT. Но при этом эффективность предлагаемой присадки сохраняется в течение длительного времени прокачивания нефти (до 80 циклов), что говорит о ее высокой устойчивости к механическим деструкциям при транспортировке. В то время как эффективность противотурбулентной присадки M-FLOWTREAT резко снижается (почти в 2 раза) через 40 циркуляционных циклов, а через 80 циркуляционных циклов эффективность противотурбулентного действия равна нулю, что свидетельствует о низкой устойчивости присадки к механическим деструкциям.

Присадка, не имеющая в своем составе наноразмерный оксид алюминия (пример 4), практически не обладает противотурбулентным эффектом при транспортировке нефти.

Модельная присадка, состоящая из вязкостной присадки (прототип) и противотурбулентной присадки (M-FLOWTREAT), не работает ни как вязкостная, ни как противотурбулентная.

Также были проведены исследования влияния предлагаемой присадки на снижение гидродинамического сопротивления при прокачке дизельного топлива в сравнении с противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT (Фиг. 3).

По данным фиг. 3 явно следует, что предлагаемая присадка (кривая 3), способна так же эффективно снижать гидравлическое сопротивление трубопровода, как и присадка M-FLOWTREAT (кривая 2). Однако предлагаемая присадка эффективно прокачивает жидкость до 100 циклов (100 раз проходит через шестеренчатый насос), а присадка M-FLOWTREAT эффективно работает до 60-70 циркуляционных циклов прокачки по трубопроводной системе. Следовательно, предлагаемая присадка обладает более высокой устойчивостью к механическим деструкциям и способна снижать гидравлическое сопротивление трубопроводной системы в течение длительного времени.

Таким образом, предлагаемая присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов обладает вязкостными и противотурбулентными свойствами и, кроме того, обладает высокой устойчивостью к различным механическим деструкциям.

Присадка комплексного действия, предназначенная для улучшения процессов транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержит полимер, азотсодержащее соединение и поверхностно-активное вещество, отличающаяся тем, что дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размером частиц 40 нм, в качестве полимера используют низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества - гидразин, а в качестве поверхностно-активного вещества - неионогенное поверхностно-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65
гидразин 20-25
указанный оксид алюминия 5-10
Реапон-4В 5-10

www.findpatent.ru

Присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к присадкам для транспортировки нефти и нефтепродуктов по промысловым трубопроводам, и может быть использовано для снижения гидродинамического сопротивления и регулирования реологических свойств вязких нефтей и нефтяных эмульсий.

В нефтяной промышленности существует большое разнообразие добавок, основу которых составляет полимерный компонент. Наибольшее распространение среди них получили вязкостные и противотурбулентные присадки, которые нацелены либо на снижение вязкости, либо - на снижение гидравлического сопротивления. Эти присадки позволяют существенно снизить затраты на перекачку жидкостей по трубопроводу и нагрузку на перекачивающее оборудование. Однако они не способны решать обе эти задачи совместно. Поэтому актуальным направлением разработки такого рода присадок, снижающих эксплуатационные затраты на транспортировку нефти и нефтяных эмульсий, является формирование композиций, обладающих как вязкостным, так и противотурбулентным действиями.

Известны полимерные присадки противотурбулентного действия на основе полисахарида (US №2007205392, С09K 5/10, 2007), полиакриламида (WO 2412395, МПК C10L 1/2383, 2008), полиолефинов (US №61722151, MПК C08L 33/26, 2001). Однако они не способны оказывать существенного влияния на изменение реологических свойств нефти и нефтяных эмульсий.

Известны композиции, снижающие вязкость (например, патенты RU 1271375, RU 2285034, RU 1271375, RU 2453584, RU 2242503). Известные присадки нацелены на изменение реологических свойств нефтей и нефтепродуктов, однако они не обладают противотурбулентным действием по отношению к нефтям и нефтяным эмульсиям при их транспортировке трубопроводным транспортом. Кроме того, эти присадки теряют свою эффективность в условиях турбулентного режима течения жидкости.

Полимерные присадки, обладающие как противотурбулентными, так и вязкостными свойствами, в источниках информации не были выявлены.

В качестве прототипа выбрана композиционная депрессорная присадка, используемая для парафинистых и высокопарафинистых нефтей, включающая в свой состав сополимер этилена с винилацетатом, сукцинимид мочевины, триэтаноламин, неонол, сульфонат натрия (патент RU 2453584, МПК C10L 1/182, опубл. 20.06.2012).

Однако данная присадка не способна снижать гидравлическое сопротивление прокачиваемой жидкости в трубопроводной системе.

Задачей настоящего изобретения является создание присадки комплексного действия, предназначенной для снижения гидродинамического сопротивления и для регулирования реологических свойств вязких нефтей и нефтяных эмульсий при транспортировке трубопроводным транспортом.

Поставленная задача решается тем, что присадка комплексного действия, для транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержащая полимер, азотсодержащее соединение и поверхностно-активное вещество, согласно изобретению, дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размерами частиц 40 нм, а в качестве полимера содержит низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества - гидразин, в качестве поверхностно-активного вещества - неионогенное поверхностно-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65
гидразин 20-25
указанный оксид алюминия 5-10
Реапон-4В 5-10

Техническим результатом изобретения является присадка комплексного действия, которая снижает вязкость и гидродинамическое сопротивление нефти и вязких нефтепродуктов при транспортировке трубопроводным транспортом, обладающая высокой устойчивостью к механодеструкциям.

Изобретение поясняется чертежами и графиками, приведенными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 представлена микрофотография композиции, содержащей низкомолекулярный полиэтилен, гидразин и Реапон-4 В.

На фиг. 2 приведена микрофотография предлагаемой присадки.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема установки для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений.

На фиг. 4 - схема рабочего блока установки для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений.

На фиг. 5 представлен график зависимости изменения расхода перекачиваемой среды от числа циркуляционных циклов в системе при температуре перекачки 23-25°С и турбулентном режиме течения, где кривая 1 - дизельное топливо (ДТ), кривая 2 - ДТ+присадка M-FLOWTREAT, кривая 3 - ДТ+предлагаемая присадка.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В присадках противотурбулентного действия, как правило, используются высокомолекулярные полимеры, а в вязкостных - низкомолекулярные. В предлагаемой присадке используют низкомолекулярный полиэтилен (НМПЭ), благодаря которому присадка обладает вязкостными свойствами, и наноразмерный оксид алюминия. Роль оксида алюминия по данным физико-химических исследований, заключается в образовании линейных структур за счет ассоциативных связей между частицами оксида алюминия и молекулами НМПЭ. В результате образуются структуры с более длинными цепочками, за счет чего присадка обладает противотурбулентным эффектом. Образование таких структур подтверждается микрофотографиями, полученных с помощью растворного электронного микроскопа JSM-6490LV (фиг. 2). Сравнение фотографий на фиг. 1-2 явно показывает образование линейных агломератов, размеры которых варьируются в диапазоне от 75 до 225 нм, образующихся за счет наличия в составе предлагаемой присадки наноразмерного оксида алюминия.

Кроме того, при прохождении нефти с предлагаемой присадкой по трубопроводу через систему местных сопротивлений (насосы, задвижки) линейные структуры присадки, образованные наночастицами оксида алюминия и молекулами НМПЭ, распадаются и далее, в потоке, вновь восстанавливаются, что позволяет присадке сохранять «живучесть» при длительной прокачке. Другими словами, предлагаемая присадка обладает высокой устойчивостью к различным механическим деструкциям, т.е. сохраняет противотурбулентную эффективность. Тогда как противотурбулентные присадки на основе высокомолекулярных полимеров имеют низкую устойчивость к механическим воздействиям вследствие разрушения молекул полимера в потоке и при прохождении через систему местных сопротивлений. В результате эффективность противотурбулентного действия таких присадок снижается, особенно при транспортировке на большие расстояния.

Характеристика компонентов присадки.

Полиэтилен низкомолекулярный (ТУ 2211-091-05766563-2012, (производство ООО «ТрансХим») - мазе- или воскообразное вещество от светло-серого до коричневого цвета. Динамическая вязкость расплава 20-400 мПа⋅с.

В качестве источника наноразмерных частиц оксида алюминия использовали дисперсию оксида алюминия в водном носителе NANOBYK - 3600. Содержание наночастиц составляет 50%. Размер частиц - 40 нм.

Для улучшения текучести в заявленной присадке используют гидразин (ГОСТ 19503-88) - бесцветную прозрачную жидкость, растворимую в воде и в спирте в любых соотношениях.

Реапон-4В (ТУ 2226-005-10488057) представляет собой прозрачную жидкость без механических примесей от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Реапон-4В способствует образованию высокодисперсной системы при растворении присадки. Это позволяет предлагаемой композиции более эффективно распределиться в потоке перекачиваемой среды.

Присадку готовят последовательным смешением компонентов при температуре 60-80°С в течение 2-3 часов.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1

В колбу загружают 6,5 г НМПЭ и расплавляют при 70°С. Далее добавляют последовательно 1 г водной дисперсии частиц оксида алюминия, 2 г гидразина и 1 г Реапон-4В. При температуре 70-80°С систему перемешивают 1,5-2 часа. Далее полученную смесь сушат на воздухе. В результате получают присадку, содержащую в масс. %: НМПЭ - 65, гидразин - 20, наноразмерные частицы оксида алюминия - 5, Реапон-4В - 10. Присадка представляет собой порошок светло-серого цвета, хорошо растворимый в различных органических соединениях.

Примеры 2-3

Присадки готовят аналогично примеру 1, варьируя содержание компонентов.

Пример 4

Присадка приготовлена аналогично примеру 1 без наноразмерного оксида алюминия, при этом массовое соотношение остальных компонентов не изменялось.

Для корректного сравнения результатов была синтезирована присадка-прототип по способу, описанному в патенте RU 2453584. В результате получили 10 г присадки, содержащей 20 масс. % компонента А, 10 масс. % компонента Б и 70 масс. % растворителя.

Составы полученных присадок представлены в таблице 1.

Эффективность действия присадок оценивали по снижению вязкости и гидродинамического сопротивления нефти, нефтяных эмульсий и дизельного топлива. Для этого присадку растворяли в небольшой порции нефти или эмульсии при нагревании и перемешивании до получения стабильной однородной системы. Полученную смесь вводили в исследуемую среду из расчета 50 ppm присадки для исследования вязкостных свойств и 100 ppm - для исследования противотурбулентных.

Испытания присадки проводили на нефти Ромашкинского месторождения со следующими характеристиками:

Плотность, кг/м3 893,2
Кинематическая вязкость при 20°С, сСт 39,3
Кинематическая вязкость при 50°С, сСт 10,57
Содержание серы, % вес. 2,28
Содержание асфальтенов, % вес. 4,19
Содержание парафинов, % вес. 2,89
Содержание смол, % вес. 20,57

Вязкостные свойства присадок оценивали по изменению динамической вязкости нефти и нефтяных эмульсий на ротационном вискозиметре DV-II+Pro и ротационном реометре HaakeRheostressRS 6000 (Германия) при скоростях сдвига в диапазоне от 0,014 с-1 до 30 с-1 и температурном интервале от -10°С до 20°С. По полученным данным рассчитывали эффективность вязкостных свойств присадки Ев (%) по формуле:

,

где μи.с - коэффициент динамической вязкости исследуемой среды, Па⋅с, μи.с+присадка - коэффициент динамической вязкости исследуемой среды с присадкой, Па⋅с.

Противотурбулентные свойства присадок оценивали по снижению гидравлического сопротивления (эффект Томса) перекачиваемой среды при 23-25°С на специально разработанной установке для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений в условиях, близких к реальным (патент на полезную модель RU 166259, G01F 25/00, 21.11.2016).

Установка включает расходный бак 1 с устройством термостатирования, состоящим из расположенного внутри бака змеевика 2 и внешней рубашки охлаждения 3, рабочую магистраль 4, на которой последовательно расположены задвижка 5, насос 6, измеритель давления 7, расходомер 8, рабочий блок 9 и измеритель давления 10, переливную магистраль 11 с задвижкой 12 и возвратную магистраль 13 с измерителем температуры 14 (фиг. 3). Рабочий блок 9 включает три параллельные рабочие ветки 15, 16, 17 (фиг. 4). Каждая рабочая ветка имеет последовательно расположенные задвижки 18, 19, 20 и змеевики 21, 22, 23. Змеевики 21, 22, 23 имеют разные диаметры, при этом два змеевика 21 и 22 меньших диаметров снабжены внешней рубашкой охлаждения 24. На рабочей магистрали между расходным баком 1 и задвижкой 5 установлена задвижка для слива 25.

По полученным результатам рассчитывали эффективность действия противотурбулентных свойств присадки Еп(%) по формуле:

,

где ϑи.с - объемный расход исследуемой среды, м3/ч, ϑи.с+присадка - объемный расход исследуемой среды с присадкой, м3/ч.

Также для анализа противотурбулентных свойств была проведена сравнительная оценка эффективности предлагаемой присадки с промышленной противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT производства Миррико Холдинг Лимитед (VG), основу которой составляют высокомолекулярные полимеры высших α-олефинов.

В связи с тем, что в источниках информации не было обнаружено описания присадок комплексного вязкостно-противотурбулентного действия дополнительно была приготовлена модельная присадка, представляющая собой композицию из вязкостной и противотурбулентной присадок. Для этого использовали в качестве противотурбулентного реагента присадку M-FLOWTREAT, а в качестве вязкостного реагента - присадку-прототип. Присадку готовили путем смешения расплавов этих присадок при массовом соотношении присадка-прототип: промышленная присадка равном 1:3 (при таком соотношении модельная присадка проявляет наибольшую эффективность).

Результаты исследований вязкостных и противотурбулентных свойств присадок представлены в таблицах 2 и 3.

Как видно из табличных данных (табл. 2), предлагаемая присадка комплексного действия оказывает значительный эффект на снижение вязкости нефтяных эмульсий. Эффективность ее действия на 25% при 20°С и на 36% при 0°С больше, чем эффективность действия прототипа. Вязкостное действие предлагаемой присадки особенно эффективно при отрицательных температурах. При температуре минус 5°С эффективность ее действия может достигать 80% (пример 1), что существенно выше, чем у прототипа. Это позволяет использовать предлагаемую присадку при транспортировке нефти и нефтепродуктов в осенне-зимний период.

Роль наноразмерного оксида алюминия наглядно показана в примере 4. Присадка, не имеющая в своем составе указанный оксид алюминия, проявляет вязкостные свойства, но эффективность ее на ~50% ниже, чем у предлагаемой присадки.

Промышленно используемая противотурбулентная присадка M-FLOWTREAT не способствует снижению вязкости углеводородных систем. Модельная присадка так же не способна эффективно снижать вязкость углеводородной системы.

Аналогичные результаты были получены при исследовании эффективности действия присадок по снижению вязкости нефти (табл. 3).

В таблице 3 так же приведены результаты исследования противотурбулентного действия присадок в зависимости от количества циркуляционных циклов.

Анализ табличных данных показывает, что заявляемая присадка комплексного действия оказывает противотурбулентное действие, сравнимое по эффективности с промышленной противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT. Но при этом эффективность предлагаемой присадки сохраняется в течение длительного времени прокачивания нефти (до 80 циклов), что говорит о ее высокой устойчивости к механическим деструкциям при транспортировке. В то время как эффективность противотурбулентной присадки M-FLOWTREAT резко снижается (почти в 2 раза) через 40 циркуляционных циклов, а через 80 циркуляционных циклов эффективность противотурбулентного действия равна нулю, что свидетельствует о низкой устойчивости присадки к механическим деструкциям.

Присадка, не имеющая в своем составе наноразмерный оксид алюминия (пример 4), практически не обладает противотурбулентным эффектом при транспортировке нефти.

Модельная присадка, состоящая из вязкостной присадки (прототип) и противотурбулентной присадки (M-FLOWTREAT), не работает ни как вязкостная, ни как противотурбулентная.

Также были проведены исследования влияния предлагаемой присадки на снижение гидродинамического сопротивления при прокачке дизельного топлива в сравнении с противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT (Фиг. 3).

По данным фиг. 3 явно следует, что предлагаемая присадка (кривая 3), способна так же эффективно снижать гидравлическое сопротивление трубопровода, как и присадка M-FLOWTREAT (кривая 2). Однако предлагаемая присадка эффективно прокачивает жидкость до 100 циклов (100 раз проходит через шестеренчатый насос), а присадка M-FLOWTREAT эффективно работает до 60-70 циркуляционных циклов прокачки по трубопроводной системе. Следовательно, предлагаемая присадка обладает более высокой устойчивостью к механическим деструкциям и способна снижать гидравлическое сопротивление трубопроводной системы в течение длительного времени.

Таким образом, предлагаемая присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов обладает вязкостными и противотурбулентными свойствами и, кроме того, обладает высокой устойчивостью к различным механическим деструкциям.

Присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктовПрисадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктовПрисадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов

edrid.ru

Присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов

Присадка комплексного действия, предназначенная для улучшения процессов транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержит полимер, азотсодержащее соединение и поверхносто-активное вещество, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размером частиц 40 нм, в качестве полимера используют низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества – гидразин, а в качестве поверхносто-активного вещества – неионогенное поверхносто-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65
гидразин 20-25
указанный оксид алюминия 5-10
Реапон-4В 5-10

Технический результат заключается в том, что присадка обладает как вязкостным, так и противотурбулентным действием и проявляет высокую механическую устойчивость к различным механическим деструкциям. 4 пр., 5 ил., 3 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к присадкам для транспортировки нефти и нефтепродуктов по промысловым трубопроводам, и может быть использовано для снижения гидродинамического сопротивления и регулирования реологических свойств вязких нефтей и нефтяных эмульсий.

В нефтяной промышленности существует большое разнообразие добавок, основу которых составляет полимерный компонент. Наибольшее распространение среди них получили вязкостные и противотурбулентные присадки, которые нацелены либо на снижение вязкости, либо - на снижение гидравлического сопротивления. Эти присадки позволяют существенно снизить затраты на перекачку жидкостей по трубопроводу и нагрузку на перекачивающее оборудование. Однако они не способны решать обе эти задачи совместно. Поэтому актуальным направлением разработки такого рода присадок, снижающих эксплуатационные затраты на транспортировку нефти и нефтяных эмульсий, является формирование композиций, обладающих как вязкостным, так и противотурбулентным действиями.

Известны полимерные присадки противотурбулентного действия на основе полисахарида (US №2007205392, С09K 5/10, 2007), полиакриламида (WO 2412395, МПК C10L 1/2383, 2008), полиолефинов (US №61722151, MПК C08L 33/26, 2001). Однако они не способны оказывать существенного влияния на изменение реологических свойств нефти и нефтяных эмульсий.

Известны композиции, снижающие вязкость (например, патенты RU 1271375, RU 2285034, RU 1271375, RU 2453584, RU 2242503). Известные присадки нацелены на изменение реологических свойств нефтей и нефтепродуктов, однако они не обладают противотурбулентным действием по отношению к нефтям и нефтяным эмульсиям при их транспортировке трубопроводным транспортом. Кроме того, эти присадки теряют свою эффективность в условиях турбулентного режима течения жидкости.

Полимерные присадки, обладающие как противотурбулентными, так и вязкостными свойствами, в источниках информации не были выявлены.

В качестве прототипа выбрана композиционная депрессорная присадка, используемая для парафинистых и высокопарафинистых нефтей, включающая в свой состав сополимер этилена с винилацетатом, сукцинимид мочевины, триэтаноламин, неонол, сульфонат натрия (патент RU 2453584, МПК C10L 1/182, опубл. 20.06.2012).

Однако данная присадка не способна снижать гидравлическое сопротивление прокачиваемой жидкости в трубопроводной системе.

Задачей настоящего изобретения является создание присадки комплексного действия, предназначенной для снижения гидродинамического сопротивления и для регулирования реологических свойств вязких нефтей и нефтяных эмульсий при транспортировке трубопроводным транспортом.

Поставленная задача решается тем, что присадка комплексного действия, для транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержащая полимер, азотсодержащее соединение и поверхностно-активное вещество, согласно изобретению, дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размерами частиц 40 нм, а в качестве полимера содержит низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества - гидразин, в качестве поверхностно-активного вещества - неионогенное поверхностно-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65
гидразин 20-25
указанный оксид алюминия 5-10
Реапон-4В 5-10

Техническим результатом изобретения является присадка комплексного действия, которая снижает вязкость и гидродинамическое сопротивление нефти и вязких нефтепродуктов при транспортировке трубопроводным транспортом, обладающая высокой устойчивостью к механодеструкциям.

Изобретение поясняется чертежами и графиками, приведенными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 представлена микрофотография композиции, содержащей низкомолекулярный полиэтилен, гидразин и Реапон-4 В.

На фиг. 2 приведена микрофотография предлагаемой присадки.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема установки для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений.

На фиг. 4 - схема рабочего блока установки для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений.

На фиг. 5 представлен график зависимости изменения расхода перекачиваемой среды от числа циркуляционных циклов в системе при температуре перекачки 23-25°С и турбулентном режиме течения, где кривая 1 - дизельное топливо (ДТ), кривая 2 - ДТ+присадка M-FLOWTREAT, кривая 3 - ДТ+предлагаемая присадка.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В присадках противотурбулентного действия, как правило, используются высокомолекулярные полимеры, а в вязкостных - низкомолекулярные. В предлагаемой присадке используют низкомолекулярный полиэтилен (НМПЭ), благодаря которому присадка обладает вязкостными свойствами, и наноразмерный оксид алюминия. Роль оксида алюминия по данным физико-химических исследований, заключается в образовании линейных структур за счет ассоциативных связей между частицами оксида алюминия и молекулами НМПЭ. В результате образуются структуры с более длинными цепочками, за счет чего присадка обладает противотурбулентным эффектом. Образование таких структур подтверждается микрофотографиями, полученных с помощью растворного электронного микроскопа JSM-6490LV (фиг. 2). Сравнение фотографий на фиг. 1-2 явно показывает образование линейных агломератов, размеры которых варьируются в диапазоне от 75 до 225 нм, образующихся за счет наличия в составе предлагаемой присадки наноразмерного оксида алюминия.

Кроме того, при прохождении нефти с предлагаемой присадкой по трубопроводу через систему местных сопротивлений (насосы, задвижки) линейные структуры присадки, образованные наночастицами оксида алюминия и молекулами НМПЭ, распадаются и далее, в потоке, вновь восстанавливаются, что позволяет присадке сохранять «живучесть» при длительной прокачке. Другими словами, предлагаемая присадка обладает высокой устойчивостью к различным механическим деструкциям, т.е. сохраняет противотурбулентную эффективность. Тогда как противотурбулентные присадки на основе высокомолекулярных полимеров имеют низкую устойчивость к механическим воздействиям вследствие разрушения молекул полимера в потоке и при прохождении через систему местных сопротивлений. В результате эффективность противотурбулентного действия таких присадок снижается, особенно при транспортировке на большие расстояния.

Характеристика компонентов присадки.

Полиэтилен низкомолекулярный (ТУ 2211-091-05766563-2012, (производство ООО «ТрансХим») - мазе- или воскообразное вещество от светло-серого до коричневого цвета. Динамическая вязкость расплава 20-400 мПа⋅с.

В качестве источника наноразмерных частиц оксида алюминия использовали дисперсию оксида алюминия в водном носителе NANOBYK - 3600. Содержание наночастиц составляет 50%. Размер частиц - 40 нм.

Для улучшения текучести в заявленной присадке используют гидразин (ГОСТ 19503-88) - бесцветную прозрачную жидкость, растворимую в воде и в спирте в любых соотношениях.

Реапон-4В (ТУ 2226-005-10488057) представляет собой прозрачную жидкость без механических примесей от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Реапон-4В способствует образованию высокодисперсной системы при растворении присадки. Это позволяет предлагаемой композиции более эффективно распределиться в потоке перекачиваемой среды.

Присадку готовят последовательным смешением компонентов при температуре 60-80°С в течение 2-3 часов.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1

В колбу загружают 6,5 г НМПЭ и расплавляют при 70°С. Далее добавляют последовательно 1 г водной дисперсии частиц оксида алюминия, 2 г гидразина и 1 г Реапон-4В. При температуре 70-80°С систему перемешивают 1,5-2 часа. Далее полученную смесь сушат на воздухе. В результате получают присадку, содержащую в масс. %: НМПЭ - 65, гидразин - 20, наноразмерные частицы оксида алюминия - 5, Реапон-4В - 10. Присадка представляет собой порошок светло-серого цвета, хорошо растворимый в различных органических соединениях.

Примеры 2-3

Присадки готовят аналогично примеру 1, варьируя содержание компонентов.

Пример 4

Присадка приготовлена аналогично примеру 1 без наноразмерного оксида алюминия, при этом массовое соотношение остальных компонентов не изменялось.

Для корректного сравнения результатов была синтезирована присадка-прототип по способу, описанному в патенте RU 2453584. В результате получили 10 г присадки, содержащей 20 масс. % компонента А, 10 масс. % компонента Б и 70 масс. % растворителя.

Составы полученных присадок представлены в таблице 1.

Эффективность действия присадок оценивали по снижению вязкости и гидродинамического сопротивления нефти, нефтяных эмульсий и дизельного топлива. Для этого присадку растворяли в небольшой порции нефти или эмульсии при нагревании и перемешивании до получения стабильной однородной системы. Полученную смесь вводили в исследуемую среду из расчета 50 ppm присадки для исследования вязкостных свойств и 100 ppm - для исследования противотурбулентных.

Испытания присадки проводили на нефти Ромашкинского месторождения со следующими характеристиками:

Плотность, кг/м3 893,2
Кинематическая вязкость при 20°С, сСт 39,3
Кинематическая вязкость при 50°С, сСт 10,57
Содержание серы, % вес. 2,28
Содержание асфальтенов, % вес. 4,19
Содержание парафинов, % вес. 2,89
Содержание смол, % вес. 20,57

Вязкостные свойства присадок оценивали по изменению динамической вязкости нефти и нефтяных эмульсий на ротационном вискозиметре DV-II+Pro и ротационном реометре HaakeRheostressRS 6000 (Германия) при скоростях сдвига в диапазоне от 0,014 с-1 до 30 с-1 и температурном интервале от -10°С до 20°С. По полученным данным рассчитывали эффективность вязкостных свойств присадки Ев (%) по формуле:

,

где μи.с - коэффициент динамической вязкости исследуемой среды, Па⋅с, μи.с+присадка - коэффициент динамической вязкости исследуемой среды с присадкой, Па⋅с.

Противотурбулентные свойства присадок оценивали по снижению гидравлического сопротивления (эффект Томса) перекачиваемой среды при 23-25°С на специально разработанной установке для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений в условиях, близких к реальным (патент на полезную модель RU 166259, G01F 25/00, 21.11.2016).

Установка включает расходный бак 1 с устройством термостатирования, состоящим из расположенного внутри бака змеевика 2 и внешней рубашки охлаждения 3, рабочую магистраль 4, на которой последовательно расположены задвижка 5, насос 6, измеритель давления 7, расходомер 8, рабочий блок 9 и измеритель давления 10, переливную магистраль 11 с задвижкой 12 и возвратную магистраль 13 с измерителем температуры 14 (фиг. 3). Рабочий блок 9 включает три параллельные рабочие ветки 15, 16, 17 (фиг. 4). Каждая рабочая ветка имеет последовательно расположенные задвижки 18, 19, 20 и змеевики 21, 22, 23. Змеевики 21, 22, 23 имеют разные диаметры, при этом два змеевика 21 и 22 меньших диаметров снабжены внешней рубашкой охлаждения 24. На рабочей магистрали между расходным баком 1 и задвижкой 5 установлена задвижка для слива 25.

По полученным результатам рассчитывали эффективность действия противотурбулентных свойств присадки Еп(%) по формуле:

,

где ϑи.с - объемный расход исследуемой среды, м3/ч, ϑи.с+присадка - объемный расход исследуемой среды с присадкой, м3/ч.

Также для анализа противотурбулентных свойств была проведена сравнительная оценка эффективности предлагаемой присадки с промышленной противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT производства Миррико Холдинг Лимитед (VG), основу которой составляют высокомолекулярные полимеры высших α-олефинов.

В связи с тем, что в источниках информации не было обнаружено описания присадок комплексного вязкостно-противотурбулентного действия дополнительно была приготовлена модельная присадка, представляющая собой композицию из вязкостной и противотурбулентной присадок. Для этого использовали в качестве противотурбулентного реагента присадку M-FLOWTREAT, а в качестве вязкостного реагента - присадку-прототип. Присадку готовили путем смешения расплавов этих присадок при массовом соотношении присадка-прототип: промышленная присадка равном 1:3 (при таком соотношении модельная присадка проявляет наибольшую эффективность).

Результаты исследований вязкостных и противотурбулентных свойств присадок представлены в таблицах 2 и 3.

Как видно из табличных данных (табл. 2), предлагаемая присадка комплексного действия оказывает значительный эффект на снижение вязкости нефтяных эмульсий. Эффективность ее действия на 25% при 20°С и на 36% при 0°С больше, чем эффективность действия прототипа. Вязкостное действие предлагаемой присадки особенно эффективно при отрицательных температурах. При температуре минус 5°С эффективность ее действия может достигать 80% (пример 1), что существенно выше, чем у прототипа. Это позволяет использовать предлагаемую присадку при транспортировке нефти и нефтепродуктов в осенне-зимний период.

Роль наноразмерного оксида алюминия наглядно показана в примере 4. Присадка, не имеющая в своем составе указанный оксид алюминия, проявляет вязкостные свойства, но эффективность ее на ~50% ниже, чем у предлагаемой присадки.

Промышленно используемая противотурбулентная присадка M-FLOWTREAT не способствует снижению вязкости углеводородных систем. Модельная присадка так же не способна эффективно снижать вязкость углеводородной системы.

Аналогичные результаты были получены при исследовании эффективности действия присадок по снижению вязкости нефти (табл. 3).

В таблице 3 так же приведены результаты исследования противотурбулентного действия присадок в зависимости от количества циркуляционных циклов.

Анализ табличных данных показывает, что заявляемая присадка комплексного действия оказывает противотурбулентное действие, сравнимое по эффективности с промышленной противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT. Но при этом эффективность предлагаемой присадки сохраняется в течение длительного времени прокачивания нефти (до 80 циклов), что говорит о ее высокой устойчивости к механическим деструкциям при транспортировке. В то время как эффективность противотурбулентной присадки M-FLOWTREAT резко снижается (почти в 2 раза) через 40 циркуляционных циклов, а через 80 циркуляционных циклов эффективность противотурбулентного действия равна нулю, что свидетельствует о низкой устойчивости присадки к механическим деструкциям.

Присадка, не имеющая в своем составе наноразмерный оксид алюминия (пример 4), практически не обладает противотурбулентным эффектом при транспортировке нефти.

Модельная присадка, состоящая из вязкостной присадки (прототип) и противотурбулентной присадки (M-FLOWTREAT), не работает ни как вязкостная, ни как противотурбулентная.

Также были проведены исследования влияния предлагаемой присадки на снижение гидродинамического сопротивления при прокачке дизельного топлива в сравнении с противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT (Фиг. 3).

По данным фиг. 3 явно следует, что предлагаемая присадка (кривая 3), способна так же эффективно снижать гидравлическое сопротивление трубопровода, как и присадка M-FLOWTREAT (кривая 2). Однако предлагаемая присадка эффективно прокачивает жидкость до 100 циклов (100 раз проходит через шестеренчатый насос), а присадка M-FLOWTREAT эффективно работает до 60-70 циркуляционных циклов прокачки по трубопроводной системе. Следовательно, предлагаемая присадка обладает более высокой устойчивостью к механическим деструкциям и способна снижать гидравлическое сопротивление трубопроводной системы в течение длительного времени.

Таким образом, предлагаемая присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов обладает вязкостными и противотурбулентными свойствами и, кроме того, обладает высокой устойчивостью к различным механическим деструкциям.

Формула изобретения

Присадка комплексного действия, предназначенная для улучшения процессов транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержит полимер, азотсодержащее соединение и поверхностно-активное вещество, отличающаяся тем, что дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размером частиц 40 нм, в качестве полимера используют низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества - гидразин, а в качестве поверхностно-активного вещества - неионогенное поверхностно-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65
гидразин 20-25
указанный оксид алюминия 5-10
Реапон-4В 5-10

bankpatentov.ru

Классификация присадок для мазута и нефти

Внимание! Наша компания не производит и не торгует данным оборудованием, а так же не оказывает услуги, указанные в данной статье. Статья размещена в информационных целях.

Присадки для нефти и мазута позволяют улучшить физико-химические параметры топлива и повысить экологичность и безопасность технологических процессов: добычи, первичной переработки и транспортировки нефти и нефтепродуктов.

    В зависимости от назначения присадки можно разделить на несколько групп:

  1. Активаторы горения.
  2. Депрессорные.
  3. Деэмульгаторы.
  4. Поглотители или нейтрализаторы.
  5. Антикоррозионные.

   Все вышеперечисленные присадки подбираются индивидуально в зависимости от характеристик обрабатываемого сырья.

Свойства и назначение присадок для нефти и мазута

   Активаторы горения меняют реологические свойства мазута – крупные частицы «дробятся» на более мелкие.

    Это улучшает процесс горения при неблагоприятных условиях:

  • низкой температуре окружающей среды;
  • использовании некачественного топлива с повышенной вязкостью, присутствием воды;
  • нестехиометрическом составе топлива, т.е нарушении баланса между количеством горючего и окислителя, который необходим для его полного сгорания;
  • загрязнении и износе форсунок.

   Присутствие активаторов в составе мазута снижает удельный расход топлива, уменьшает количество дыма и сажи в выхлопных газах, позволяет очистить топливные резервуары, форсунки, впускные и выпускные тракты, трубопроводы и камеры сгорания.

   Депрессорные присадки представляют собой синтетические нефтерастворимые соединения. Они способны изменять реологические свойства нефти и мазута с высоким содержанием парафина, в первую очередь вязкость и напряжение сдвига. Депрессорные присадки замедляют кристаллизацию парафина при низких температурах и тем самым способствуют уменьшению отложений в резервуарах и трубопроводах при прокачке и хранении нефтепродуктов.

   Деэмульгаторы – специальные реагенты для обессоливания и обезвоживания нефти.

    В процессе добычи, транспортировки и переработки нефти зачастую образуются устойчивые эмульсии «нефть-вода», которые значительно снижают эффективность производственных процессов:

  • падает производительность насосных установок;
  • возрастает нагрузка на трубопроводы и электродвигатели за счет повышенного давления жидкости;
  • ухудшается качество готового топлива;
  • оборудование изнашивается быстрее вследствие коррозии.

   Решить вышеперечисленные проблемы помогают деэмульгаторы, которые в небольшой концентрации вызывают разрушение эмульсии «нефть-вода» путем вытеснения естественных стабилизаторов. В результате нефтяную фракцию можно легко отделить от водного слоя.

   Поглотители или нейтрализаторы – реагенты для поглощения сероводорода и летучих меркаптанов в нефти и нефтепродуктах. Нейтрализатор вступает в химическую реакцию с токсичными и коррозионно-активными соединениями серы с образованием нелетучих инертных продуктов. Использование нейтрализаторов позволяет продлить срок службы оборудования и получить высококачественное топливо.

   Антикоррозионные присадки используются для защиты трубопроводов и другого оборудования от негативного воздействия воды, механических примесей и сероводорода в составе нефти. Антикоррозионные реагенты создают на поверхности защитную пленку, которая препятствует взаимодействию металла с веществами, вызывающими коррозию.

Присадки для нефти и мазута рекомендуем заказывать в компании «Топливный регион»

Сделать заказ и получить информацию о технических, и эксплуатационных параметрах продукции можно по контактному телефону на сайте. Специалисты компании помогут решить все организационные вопросы, связанные с доставкой партии товара или пробника интересующей вас присадки.

portal.smz.ru

Технология ввода присадок

На сегодняшний день состояние сырьевой базы нефтяной отрасли существенно отличается от более ранних периодов развития нефтепереработки: многие разрабатываемые месторождения истощаются, увеличивается обводненность, вязкость, плотность, содержание смолисто-асфальтеновых веществ и парафинов в добываемой нефти. Эти факторы создают трудности на протяжении всей технологической цепочки при получении из нефти конечной продукции. Поэтому особенно актуальным становится применение различных присадок и реагентов. И, конечно, во многом они отличаются. Это касается как влияния на показатели конкретного продукта, так и непосредственно технологии введения.

В условиях добычи и транспортировки нефти

Существует огромное количество реагентов, способствующих более эффективной добыче нефти. И все они вводятся на разных этапах. Для удаления воды, попавшей в нефть во время добычи сырья, и упрощения транспортировки нефти в первую очередь применяют деэмульгаторы (например, Difron 9425/9579). Подача реагентов может осуществляться на устье скважины, на путевых трубопроводах и непосредственно на установке по подготовке нефти (УПН) до сброса подтоварной воды периодическим или постоянным методом через дозировочный насос непосредственно из емкостей. Способ и объем закачки реагента определяется и рассчитывается, учитывая технологические параметры работы скважины. А подбор конкретного продукта и его дозировка осуществляется в процессе проведения лабораторных испытаний.

Для облегчения транспортировки парафинистых нефтей с целью понижения их температуры застывания и кинематической вязкости используют депрессорно-реологические присадки. Например, Difron 3971/9579. Закачка реагента осуществляется в затрубное пространство скважин, выкидные линии, сборные коллекторы, напорные нефтепроводы, магистральные нефтепроводы. Введение такой присадки в нефть улучшает низкотемпературные и реологические свойства и осуществляется напрямую в трубопроводную систему. При этом присадка подается в нагретую нефть, температура которой должна быть не ниже температуры плавления парафинов. Для лучшего распределения присадки в нефти рекомендуется подавать реагент до перекачивающего насоса.

При переработке сырья

Дизельное топливо. Подача присадок в дизельное топливо осуществляется с помощью дозировочных насосов и других аналогичных приспособлений. Среди прочих в дизтопливо для улучшения низкотемпературных свойств добавляются депрессорные присадки, например, Difron 315. Особенностью их применения является то, что при нормальных условиях присадки обладают высокой вязкостью и в неразбавленном виде для смешения с горючим необходимо их нагревать до температуры 40-50°С. При этом температура дизельного топлива должна быть минимум на 5°С выше температуры помутнения (оптимально – 40-50°С).

После добавления присадки необходимо также обеспечить тщательное перемешивание товарного топлива. Поэтому одним из вариантов здесь может служить циркуляция топлива в резервуаре «на кольцо».

Бензин. Технологический процесс в данном варианте представляет собой тщательное перемешивание ингредиентов топлива. В частности, с использованием установок смешения компонентов бензина (УСБ). А высокое качество получаемого нефтепродукта достигается при условии, что компоненты бензина и дозируемые присадки полностью соответствуют требованиям, установленным техническим регламентом.

Газ. Как и в дизельное топливо или бензины, в сжиженный углеводородный газ (СУГ) могут подаваться присадки (Difron LPG 65 или многофункциональный пакет Difron LPG 60) для улучшения эксплуатационных свойств. В частности, для снижения влияния воды, растворенной в газе, на состояние резервуаров для хранения и топливных систем. Присадки данного типа технологически вводится непосредственно в поток топливного газа после регулирующего механизма перед емкостью для товарного продукта. В данном случае присадка образует с водой стабильные соединения, предотвращает образование гидратов и не допускает помутнения горючего.

На основании приведенных фактов можно заключить, что максимальная эффективность присадки связана, прежде всего, с правильностью используемого технологического решения ее применения. Как следствие, именно оптимизация данного процесса при участии опытных специалистов Топливного Региона позволит избежать большого ряда трудностей, возникающих как при добыче и транспортировке нефти или газа, так и при переработке и доставке сырья непосредственно к конечному потребителю.

www.topreg.ru

Поглотитель сероводорода и меркаптанов PrisadkaSulfo

РЕАГЕНТ-ПОГЛОТИТЕЛЬ СЕРОВОДОРОДА И ЛЕТУЧИХ МЕРКАПТАНОВ PrisadkaSulfo

ТУ 0257-019-21377128-2016

 

PrisadkaSulfo — жидкий продукт органического происхождения, не содержит металлов, галогенов, свободного формальдегида. Представляет собой композицию соединений на основе триазинов  в органическом растворителе. Предназначен для поглощения сероводорода и меркаптанов, содержащихся в нефтепродуктах, с целью снижения попадания сернистых соединений, вызывающих неприятный запах, в газовую фазу. Может быть использован: в емкостях для хранения и транспортировки, в грузовых трюмах судов, а также во время перекачки нефтепродуктов. Может поглощать как свободный сероводород и меркаптаны, содержащиеся в нефтепродукте, так и сероводород, выделяющийся в результате термического разложения меркаптанов.

Показатель

Значение

Метод испытаний

1.

Внешний вид

Жидкость от бесцветного до коричневого цвета

визуально

2.

Вязкость кинематическая при 40оС, мм2/с, не более

30,0

по ГОСТ 33

3.

Концентрация водородных ионов (рН) в водном растворе с массовой долей реагента 0,3%, в пределах

9,5-10,5

по ГОСТ 22567.5

4.

Температура застывания, оС, не выше

-40

 по ГОСТ 20287(метод Б)

5.

Плотность при 20оС, г/см3,

0,950 — 1,150

 по ГОСТ 3900

6.

Температура вспышки, оС

не ниже 15

по ГОСТ 6356

7.

Растворимость

растворим в воде

Рекомендуемая дозировка присадки: Дозировка PrisadkaSulfo зависит от содержания и соотношения в нефтепродуктах сероводорода и меркаптанов, а также от способа ввода и условий смешения. Рекомендуемая норма вовлечения реагента составляет от 5 до 15 ppm  реагента на 1 ppm сероводорода. PrisadkaSulfo может вводиться в поток нефтепродукта с помощью стандартных дозировочных насосов и статических смесителей для достижения необходимой степени перемешивания. Ввод реагента осуществляется в перекачиваемый нефтепродукт, подогретый до температуры 50-110°С.

PrisadkaSulfo может добавляться в любой точке НПЗ или установки, но для достижения максимальной эффективности действия поглотителя необходимо обеспечить интенсивное перемешивание. После процесса смешения поглотителя с нефтепродуктом необходимо некоторое время поддерживать турбулентный режим течения в трубопроводе

Хорошо растворим в воде. Хорошо смешивается с нефтепродуктами в рекомендуемых дозировках. PrisadkaSulfo нельзя смешивать с кислотами.

Упаковка: PrisadkaSulfo разливают в стальные бочки вместимостью 216,5 дм3. По согласованию с потребителем допускается другой вид тары. Тара должна герметично закрываться, чтобы исключить контакт с влагой и агрессивными средами.

Транспортировка: Присадку транспортируют железнодорожным или автомобильным транспортом в соответствии с «Правилами перевозок опасных грузов», действующими на данном виде транспорта. Тара для транспортировки PrisadkaSulfo должна быть герметична.

Хранение: PrisadkaSulfo хранят с соблюдением правил хранения лекговоспламеняющихся жидкостей. Предпочтительная температура хранения PrisadkaSulfo находится в диапазоне от 5 до 40°С, допустимая в пределах от минус 35 до плюс 40°С.  Не рекомендуется нагревать реагент выше 40°С в процессе хранения. Реагент должен храниться в таре, исключающей контакт с влагой и агрессивными средами.

prisadka.com

Продукция ОАО «Алтайский Химпром» для нефтяной отрасли

Ассортимент выпускаемой компанией продукции включает кремнийорганические жидкости, дезинфицирующие средства, лакокрасочные материалы, а также химические реагенты для подготовки и транспортировки нефти.

Наше предприятие сотрудничает с крупнейшими нефтепромышленными предприятиями России, такими как ПАО «НК «Роснефть» и ПАО «ЛУКОЙЛ». Поставляемые в эти компании химические реагенты позволили решить ряд сложных эксплуатационных задач со снижением удельных затрат, что подтверждено результатами проведенных ОПИ на объектах заказчиков.

03.12.2017 Инженерная практика №10/2017 Козлов Максим Сергеевич Руководитель проекта ООО «УК «АХП»

ОАО «Алтайский Химпром» имени Г.С. Верещагина – современное, хорошо оборудованное в техническом отношении химическое предприятие, располагающее мощной производственной и научной базами – было основано в 1944 году на базе эвакуированного Перекопского химического завода. Предприятие находится в г. Яровое Алтайского края, расположенном в 460 км от Барнаула, и представляет собой завод со сложной технологией производства, продукция которого применяется во многих отраслях промышленности.

Производственная площадка площадью почти 120 га включает в себя большое количество зданий и сооружений, связанных в единый производственный комплекс системой тепло-, энерго-, водоснабжения и технологическими коммуникациями. Помимо основных производственных подразделений, наша компания располагает собственным транспортным цехом, проектно-конструкторским отделом, ремонтно-механическим цехом и мощностями для осуществления биологической очистки сточных вод.

Таблица 1. Годовые показатели производственных мощностей предприятия по основным видам выпускаемой продукции

Линейка предлагаемой нашей компанией химической продукции включает кремнийорганические жидкости (полиэтилсилоксановые жидкости различных марок), фторорганические и неорганические соединения (хлорное железо, перхлорат калия), лакокрасочные материалы, эпоксидные смолы и пр. Помимо этого, начиная с 2014 года мы также выпускаем различные химические реагенты для нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности, в том числе противотурбулентные присадки (ПТП), ингибиторы коррозии, деэмульгаторы, понизители вязкости, растворители асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), температурные депрессоры и др. (табл. 1).

ПРОТИВОТУРБУЛЕНТНАЯ ПРИСАДКА FORE FTA

Рис. 1. Принцип действия противотурбулентной присадки Fore FTA

Выпускаемая противотурбулентная присадка серии Fore FTA представляет собой суспензию полимеров со сверхвысоким молекулярным весом, предназначенную для уравновешивания турбулентного течения и преобразования его в ламинарный поток (рис. 1, табл. 2). Присадка применяется для увеличения пропускной способности нефтепроводов и нефтепродуктопроводов при заданном максимально допустимом давлении на выходе из насосных станций или уменьшения выходного давления насосных станций при заданном расходе.

Таблица 2. Технические характеристики противотурбулентной присадки Fore FTAРис. 2. Лабораторное оборудования для испытаний противотурбулентной присадки Fore FTA

Эффективность действия противотурбулентной присадки определяется по таким показателям, как характеристическая вязкость и размер частиц полимера. Определение гидродинамической эффективности ПТП в цеховых условиях осуществляется с использованием стандартной жидкости (летнее дизельное топливо) на капиллярном реометре (рис. 2).

В условиях инженерного центра определение гидродинамической эффективности ПТП производится на стандартной жидкости реометром с широким интервалом изменяемых параметров (возможность использования нефти в качестве модельной жидкости, варьирования температуры и режима перекачивания).

Таблица 3. ОПИ противотурбулентной присадки Fore FTA

В период 2015-2016 годов ПТП Fore FTA проходила испытания в Юганском и Оренбургском регионах. В настоящее время мы проводим испытания присадки в Восточной Сибири (табл. 3). Результаты проведенных исследований показали, что качественные характеристики ПТП полностью соответствуют требованиям нормативной документации компании-заказчика.

Рис. 3. Установка для дозирования противотурбулетной присадки Fore FTA

Здесь же стоит отметить, что ОПИ противотурбулентной присадки проводятся с использованием двухмодульной установки собственного производства, которая состоит из насосного блока и энергоблока (рис. 3). Оба блока выполнены в соответствии с требованиями по эксплуатации на опасных производственных объектах (ОПО). Установка позволяет проводить подачу ПТП с дозировкой в диапазоне от 0,6 до 55 кг/ч при давлении до 100 кгс/см2.

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ РАСТВОРИТЕЛЬ-ИНГИБИТОР АСПО

Следующая наша разработка – высокоэффективный растворитель-ингибитор АСПО – предназначена для проведения преддиагностической очистки магистральных нефтепроводов, обработки нефтяных скважин с целью удаления АСПО с поверхности нефтепромыслового оборудования и в призабойных зонах пластов (ПЗП), а также дозирования в перекачиваемую нефть с целью профилактики формирования АСПО.

ДЕЭМУЛЬГАТОРЫ FORE E

Также сегодня мы выпускаем два вида деэмульгаторов на основе полиэфиров серий Fore E1 и Fore E2. Деэмульгатор Fore E1 применяется в качестве добавки для удаления пластовой воды из нефти в процессах нефтедобычи с целью повышения нефтеотдачи пластов и понижения вязкости транспортируемых водонефтяных эмульсий. В свою очередь, деэмульгатор Fore E2 предназначен для разрушения стойких водонефтяных эмульсий, отделения воды на объектах УПСВ/УПН, понижения вязкости нефтесодержащей жидкости, а также на комплексах глубокого обезвоживания на НПЗ в электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).

ОПИ предлагаемых деэмульгаторов проводились на Орловском месторождении в Оренбургской области и в АО «Эмбамунайгаз» (Республика Казахстан). В первом случае в ходе испытаний нам удалось снизить вязкость эмульсии с 2500 до 1000 сП, во втором – также почти в два раза.

ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ FORE RP

Как известно, одной из основных причин нарушения целостности промысловых трубопроводов является их коррозионный износ вследствие агрессивного воздействия транспортируемых сред. В подавляющем большинстве случаев коррозия промысловых трубопроводов возникает при транспортировке водных минерализованных сред и растворенных в них коррозионно-агрессивных компонентов (углекислого газа, сероводорода, кислорода).

Рис. 4. Принцип действия ингибитора коррозии Fore RP

Разработанные нашими инженерами ингибиторы коррозии торговой марки Fore RP характеризуются высоким защитным эффектом (от 95% и выше при испытаниях на модельных средах) и технологичностью (низкими температурами замерзания и вязкостью). Принцип действия реагента заключается в следующем: за счет высокого сродства к металлу на поверхности трубопровода образуется пленка из ингибитора коррозии и углеводородов нефти, которая вытесняет с поверхности трубы коррозионно-активные соединения (рис. 4, табл. 4).

Таблица 4. Карта технологий ОАО «Алтайский Химпром»

Промысловые испытания ингибиторов коррозии Fore RP методом постоянного дозирования в водонефтяную жидкость проводились на шести объектах одной из государственных нефтяных компаний.

ДЕПРЕССОРНЫЕ ПРИСАДКИ

Отдельно хотелось бы остановиться на выпускаемых нашей компанией депрессорных присадках, применяемых для снижения температуры застывания углеводородных фракций. Сегодня в нашей линейке представлены три вида температурных депрессоров: на полимерной и имидазолиновой основе и кремнийорганические. Стандартная дозировка при использовании депрессорных присадок на полимерной основе составляет порядка 100-200 г/т, на имидазолиновой – 100 г/т, кремнийорганических – 20 г/т. Последние стоят примерно в пять раз дороже полимерных и имидазолиновых, но обладают при этом большим технологическим эффектом.

Присадки на полимерной основе успешно прошли испытания на объектах АО «Сургутский завод стабилизации конденсата» имени В.С. Черномырдина, имидазолиновые – в Ставропольском крае с дозировкой 250 г/т.

ПРОДУКЦИЯ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ РАЗРАБОТКИ

Помимо перечисленных видов химической продукции, сегодня мы также производим и предлагаем сервисным предприятиям полимерную основу для производства ПТП, имидазолиновые основы для выпуска ингибиторов коррозии (на различных маслах и аминах) и имидазолиновые аддикты для изготовления депрессорных присадок и т.д.

К 2018 году на предприятии планируется освоить производство биоцидов, тримеллитового ангидрида, карбамидоформальдегидных и фенолформальдегидных смол, малеинового ангидрида, севофлюрана, а также нейтрализаторов сероводорода.

glavteh.ru