Жоғары қатқыш мұнай және мұнай өнімдерін гидротасымалдау

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 16 бет
Таңдаулыға:

1.13 Патенттік шолу

1.13.1 Тұтқыр және жоғары тұтқыр мұнайды айдау тәсілдері

Қазіргі кезде жоғары температурада қататын, жоғары тұтқыр және жоғары
парафинді мұнай әжептәуір шамада алынуда. Бұндай мұнайды кәдуілгі тәсілмен
айдау тиімсіз, себебі құбыр желісіндегі гидравликалық қарсыластықты азайту
түрлі тәсілдермен мұнайдың ағымдылығын жоғарлату арқылы жасалады: тұтқыр
және қатқыш мұнай мен мұнай өнімдерін аз тұтқырлылармен араластырып, оларды
сумен қоса айдау, қатқыш парафинді мұнай мен мұнай өнімдерін жылумен өңдеп
барып айдау, газбен байытылған мұнай айдау присидоп – депрессатор пайдалану
және басқалар. Айдау тәсілінің кез келген түрін алған жағдайда техникалық-
экономикалық есепке сүйену қажет.
Тұтқыр және қатқыш мұнайдың реологиялық қасиеттері
Реология – сұйық, газ тәріздес және пластикалық заттардың
ағымдылығын. Сондай-ақ қатты денелердің деформациясына байланысты
процестерді зерттеумен айналысатын ғылым.
Судың ағыс түріне әсер ететін қасиеті реологиялық қасиет деп аталады.
Құбыржелілермен тасмалдауды мұнайдың реологиялық сипаттамасы мына деңгеймен
бағаланады: тұтқырлық (Ньютондық), пластикалық тұтқырлық, тиімді тұтқырлық,
алғашқы (статикалық) псырылу қуаты мен қату температурасы.

1.14 Жоғары тұтқырлы мұнайды сұйылтқыштармен айдау

Соңғы уақытта, қатты жоғары температуралы жоғары тұтқыр мұнайды
көмірсутекті сұйылтқышпен қоса айдау кеңінен тарап келеді. Парафинді
мұнайға көмірсутекті сұйылтқышты қосу кей жағдайларда оның реологиялық
қасиетін мейілінше жақсартуға мүмкіндік береді.
Сұйылтқыш ретінде аз тұтқырлы мұнайды пайдаланған қолайлы. Егер бір
ауданда парафинді және аз тұтқырлы мұнай алынса, оны мұнайжелісінің бас
қондырғыларында араластырып бірге тасымалдаған дұрыс. Тұтқыр мұнайды
сұйылтқанда айдайтын сұйықтың көлемі ұлғаяды, бірақ қоспаның тұтқырлығы
азаяды. Бұл жағдай әртүрлі оптималды міндеттерді шешуге мүмкіндік береді.
Сұйылтқышты қолдану салдарынан мұнайжелісінің жұмысы ұлғаяды, тұтқыр мұнай
көбірек айдалады, электр қуатының шығыны азаяды және т.б. Жоғары парафинді
мұнайды аз тұтқырлымен араластыру, айдауды арзандатып қана қоймай, сонымен
бірге алынған мұнайды тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.
Мұнайды әртүрлі көлемде араластыра отырып, құрамы алдын ала
анықталған мұнай қоспасын алуға болады, бұл мұнай өңдеу зауыттарының
жабдықтары мен мұнайжелісінің жұмысын қалыптастыруға мүмкіндік береді.
Сонымен қатар мұнайды араластыру кей жағдайда оның сапасын арттыруға
мүмкіндік береді. Мысалы, жоғары парафинді, бірақ аз күкіртті мұнайды аз
парафинді, бірақ жоғары күкіртті мұнаймен араластыру парафин мен күкірт
құрамы аз қоспа алуға мүмкіндік береді.
Бұған мысал ретінде Маңғышлақ бұғазынан жылытылған күйінде Салари
қаласының ауданына айдалып, онда бір бөлігі өңделіп, қалған бөлігі аз
тұтқырлы күкіртті Волга жағалауы мұнайымен араластырылып Достық мұнай
желісі жүйесіне түсетін жоғары парафинді Маңғыстау мұнайын алуға болады.
Көмірсутекті сұйықтықтың әсер ету механизмін былай түсіндіруге
болады. Біріншіден, парафинді мұнайға сұйытқышты қосқанда қоспадағы
парафиннің концентрациясы төмендейді, ерітіндінің қанығу температурасы және
парафині кристалының пайда болуы төмендейді. Сондықтан, жүйенің салқындау
температурасы төмендейді. Екіншіден, құрамында асфальтты смолалы заттары
бар аз тұтқырлы мұнайды сұйылтқыш ретінде пайдаланғанда, соңғысы мұнайда
парафинді құрылымды тердің пайда болуына кедергі жасайды да салқындау
температурасын төмендетеді және қоспаның тиімді тұтқырлығына әкеледі.
Парафиндердің еруі көбіне сұйытқыштың қасиетіне байланысты екенін естен
шығармау қажет. Әлбетте, сұйытқыштың тұтқырлығы мен тығыздығы азайған сайын
оның әсері тиімді болады. Сонымен қатар, қоспаның температурасы төмендеген
сайын, сұйытқыш қосқанда парафинді мұнайдың реологиялық қасиеті жақсара
түседі.

1.14.1 Жоғары қатқыш мұнайдың отырғылармен айдау

Жоғары парафинді мұнай мен мұнай өнімдерін құбыржелілермен
тасымалдаудың перспективті әдісі болып, оларды полимерлі – депрессорлы
отырғылармен айдау табылады, бұларды шамалап қосқанда олардың реологиялық
сипаттамасы әжептәуір жақсарады. Депрессорлық белсенділігі бар көптеген
қоспалар белгілі. Көбіне полимер типті қоспаларды жиі қолданады, олардың
ішінде парафинді мұнай өнімдері, газ конденсаты және мұнайға өте тиімді
депрессорлы отырғылар табылған.
Депрессорлы отырғыларды температура мұнай қату температурасынан төмен
болғанда пайдаланған тиімді. Ылайлану температурасы (парафиндердің жаппай
кристалдану температурасы) ең жоғары болып есептеледі, бұнда жоғары –
парафинді мұнайға отырғының әсері байқалады. Депрессорлар кристаллды
парафинді сұйытқыш болып табылмайды және оның мұнайдағы көлемін азайтпайды.
Олар дисперсті фаза бөлшектерінің құрлымын, пішінін, көлемін өзгертеді.
Отырғылар жұмысының тиімділігі парафинді мұнайдың физика-химиялық
қасиеттеріне немесе олардың аз тұтқырлы мұнайдың қоспасы, және табиғи
жоғары – белсенді зат – шайыр мен асфальтеннің болуына байланысты.
Депрессордың мұнайдағы қажетті концентрациясы оның қолданылу жағдайы
мен мақсатына байланысты. Сонымен, мұнайды магистралды құбыржелісімен
табысты айдау үшін оған жаппай концентрациясы 0,1-0,2% отырғы енгізсе
жеткілікті. Жоғары қатқыр мұнай мен аз тұтқырлы мұнай қоспасын
тасымалдағанда бұл концетрацияны төмендетуге болады. Отырғының жаппай
концетрациясы 0,03%-ке дейінгі парафинді мұнайды сақтау жабдықтардың
парафинделуін азайтады және мұнай базасының резервуарларын, танкерлерді
және т.б. қымбатқа түсетін қолмен тазалаудан құтқарады.
Депрессорлы мұнайдың иілгіштігінің өсуі мен беріктігінің төмендеуін,
кристалды гелдің байланысының жасалуына кеңістіктік кедергі келтіретін және
олардың реттелуін азайтатын парафин мен отырғының молекулалар комплексінің
пайда болуымен түсіндіруге болады.
Қоспалардың әсер ету механизмінің негізі болып отырған молекулалары
мен парафинді көмірсутектер мұнайдың қалыпты құрылымда қоскристалдануы
табылады. Бұл жағдайда аралас депрессор – парафин кристалы пайда болады,
бұл бөлшектердің кеңістік торына қосылуына кедергі жасайды.
Отырғыларды мұнайға оның парафинді көмірсутегі еритін және ол нағыз
ерітінді болатын температурада енгізу қажет.
Әдетте депрессорлар 323-333К (50-600С) дейін қыздырылған мұнайға
енгізіледі. Парафинді мұнайды изотермиялық режимде біршама ұзын құбыр
желісімен қалыпты жағдайда айдау үшін, қосындыны бір рет қосса да болады,
мысалы мұнай желісінің бас қондырғысында. Пектік отырғылардың енгізу
тәсілдері әр түрлі болуы мүмкін. Мұнай мен депрессордың жоғары сатыда
араласуын қамтамасыз ету негізгі шарт болады. Егер отырғы паста немесе
қатты гранула түрінде болса, онда ол алдын ала белгілі қатынаста мұнай
немесе басқа көмірсутекті еріткіште арнайы резервуарда ерітіледі де
концентрат түрінде форсунка арқылы мөлшерлік сорғымен мұнай желісіне
себіледі. Депрессор енгізген жерде қыздырылған мұнайдың ағыс режимі
турбулентті болуы тиіс, бұл отырғының айдалып жатқан мұнай көлеміне толық
араласуына жағдай тудырады.

1.14.2 Жылу мен өңделген мұнайды айдау

Мұнайды белгілі температураға дейін қыздырғанда және кейін
салқындатқанда мұнайдың реологиялық параметрі біршама өзгеріске ұшырайды.
Жылу мен өңдеу – парафинді мұнай мен мұнай өнімдерін құбыр желілерімен
тасымалдау тиімділігін арттыру үшін мұнайдың реологиялық қасиеттерін
жақсартатын тәсілдердің бірі. Жылу мен өңдеу барлық мұнай көлемін өз
ұясында ұстап тұра алмайтын, парафин құрылысы әлсіз мұнай алуға мүмкіндік
береді.
Жылу мен өңдеу процесі мұнайды оның құрамындағы қатты парафинді
көмірсутектері еритін температураға дейін қыздырып және берілген
жылдамдықпен белгілі жағдайда суыту (қозғалыста немесе тыныштықта). Жылу
мен өңделген мұнайдың реологиялық сипаттамасының төмендеу сатысы қыздыру
температурасына, парафин мен асфальт – шайырлы заттардың болуы және
салқындату жағдайына байланысты.
Парафинді мұнай мен мұнай өнімдерін жылу мен өңдеу мәселесін зерттеу
бірқатар заңдылықтарды ашуға мүмкіндік берді.
Парафинді мұнай үшін қыздырудың оптималды температурасы бар, онда
жылу мен өңдеу әсері ерекше зор. Бұл температура әр уақытта мұнайдағы
парафиннің еру температурасынан жоғары. Қыздыру температурасы өскен сайын
қату температурасы біріншіде ұлғаяды, сосын азаяды, жылу мен өңдеудің
белгілі температурада азая түседі. Жылу мен өңдеу температурасының
реологиялық параметрге әсер етуін былай түсіндіруге болады. Мұнай құрамына
кіретін парафин кристалының үстіне асфальтты – шайырлы заттар шөккен.
Мұнайды жоғары емес температураға дейін қыздырғанда парафин кристалының бір
бөлігі ериді, босатылған асфальт шайырлы заттар ерімеген парафин
кристалдарының үстіне шөгеді. Одан кейінгі салқындату түскен парафин мен
мұнайдың тиімді тұтқырлығы мен қату температурасына жоғарылататын берік
темір кристалды құрылымның пайда болуына әкеледі. Сондықтан, жоғары қатқыш
парафинді мұнайды 323 – 333К температурасында жылу мен өңдеу (парафинннің
еру температурасынан біршама төмен) мұнайдың реологиялық қасиетін күрт
төмендетеді. Қыздыру температурасын жоғарылатқанда мұнайдың сұйық фазасында
еріген парафин саны көбейеді және ауыр еритін парафиндердің қалған
кристалдары асфальт шайырлы заттарды аз сорады. Дендуритті кристалдануға
әсерін тигізетін, үстірт – белсенді заттарға жататын, сүзілмеген асфальт –
шайырлы заттардың біраз санының есебінен салқындатқанда, парафиннің біраз
ірі кристалдары пайда болады. Парафиннің бәрі еритін температурасы 363 –
368К қыздырғанда құрылымы берік парафиннің дендритті кристалдануына өте
қолайлы жағдай жасалынады.
Жылу мен өңдеудің жоғары температурасында, ірі түйіршікті құрылымның
пайда болуын қолайлы әсер ететін мұнайдағы асфальт – шайырлы заттар
ыдырайды, сөйтіп жылу мен өңдеу күшінің әсері төмендейді.
Жылу мен өңделген мұнай қасиеттеріне мұнайды салқындату жағдайлары
көп әсер етеді. Парафин кристалдарының пішіні, саны, көлемі екі
шапшаңдықтың қатынасына байланысты: парафинді көмірсутектің кристалдану
орталығының пайда болу шапшаңдығы және бөлінген кристалдардың өсу
шапшаңдығы. Егер кристалдану орталығының пайда болу шапшаңдығы
кристалданудың өсу шапшаңдығынан жоғары болса, онда ұсақ кристалдар саны
көп жүйе пайда болуы, кері жағдайда жүйелі ірі кристалдар пайда болады және
бұндай құрылымның беріктігі ұсақ кристалдардан көп төмен.
Мұнайдағы асфальт – шайырлы заттар парафинді көмірсутектерден жоғары
болса жылу мен өңдеу әсері жоғарылайды. Асфальт – шайырлы заттар жетіспеген
кезде олар толығымен бірінші пайда болған парафин кристалдарының үстіне
шөгеді. Кейіннен пайда болған парафин кристалдары берік гел құрайды.
Мұнайда табиғи шамалы – белсенді заттар – шайыр мен асфальтендер шамамен
көп болғанда олар пайда болған кристалдар санын бөгеуге жетеді және процесс
дендритті кристалдану жолымен өтеді. Жылу мен өңделген мұнайдың реологиялық
сипаттамасын зерттегенде олардың тұрақты еместігін көрсетті. 303 –323К
температурасына дейін қайта қыздыру жылу мен өңдеу әсерін біршама
төмендетеді. Жылу мен өңдеу салдарынан жақсарған мұнайдың реологиялық
қасиеттері уақыт өткен сайын өзінің алғашқы қалпына келеді. Мұнайдың
реологиялық қасиеттерінің қалыпты су мерзімін, жалу мен өңделген мұнай
айдайтын құбыр желілерін пайдаланғанда ескеру керек.
Сөйтіп, егер жоғары парафинді мұнайды жылу мен өңдеу жақсы нәтиже
берсе және жылу мен өңделген мұнайдың реологиялық қасиеттерінің қалыптасуы
ұзақ уақытқа созылса, онда бұндай мұнайды жылумен өңдегеннен кейін кәдімгі
аз тұтқыр мұнай сияқты айдауға болады.

1.14.3 Жоғары қатқыш мұнай және мұнай өнімдерін гидротасымалдау

Тұтқыр және жоғары қатқыш мұнайлардың легіне су қосу арқылы оларды
тасмалдауды біршама жақсартуға болады. Мұнай мен суды қоса айдағанда ағымға
түрлі структура беруге болады, мысалы, кокстық, имульсиялық, бөлек және
т.б. Құбырдың ішкі бетінде су мұнайды айналдыра қою сақина құрағанда,
коксты құрылым пайда болады. Мұнай су бетіне қалқып шығып құбырдың жоғары
қабырғасына жабыспас үшін құбырда, лекті айналдыра қозғалтатын кесінділер
жасайды. Бұл кезде су, ауыр сұйық ретінде, құбырдың қабырғасына итеріледі.
Ұзындығы 40 км және диаметрі 200 мм тәжірибелі құбыржелісінде осы
техналогияны пайдаланып жұмыс жасағанда, жіберу мүмкіндігі 12 есе ұлғаяды.
Су мен мұнайды бөлу белгілі тәсілдермен құбыржелісінің соңғы пунктінде
жасалады (сүзу, қыздыру тәсілі). Ішкі кесінділі құбыржелілерімен жоғары
тұтқырлы мұнайды гидротасымалдау мына себептермен кең таратыла алмады:
- айдауды тоқтатқанда су мен мұнай өзара бөлінеді; мұнай құбырдың үстіне
жабысады – спираль бітеледі және осыған байланысты гидротасымалдаудың
тиімділігі күрт төмендейді:
- бұл тәсілді қолдану мұнайды аралық сорғы станциясы жоқ құбыр желісімен
айдағанда ғана мүмкін, су мен мұнай сорғыға түскенде, тұрақты эмульсия
пайда болады. Ол сорғы бекетінен кейін ыдырамайды және құбыр
қабырғаларында сулы сақина пайда болуына кедергі келтіреді:
- құбырдың ішкі бетінде айналмалы кесінділер жасау қиындығы.
Судағы мұнай (см) эмульсиясы пайда болғанда жүйенің тұтқырлығы
біршама азаяды. Бұндай жүйе су пленкасымен қоршалған мұнай бөлшектерінен
тұрады және мұнайдың құбыр қабырғаларына тиюі болмайды. Осының салдарынан
құбырдың барлық ішкі қабырғасында мұнай жылжып өтетін сулы сақина пайда
болады. Бірақ, су мұнайлы эмульсияны құбыр желісімен тасымалдағанда
жылдамдығында, температурасында және су концентрациясында мұнайда мұнайдағы
су (мс) эмульсиясы пайда болады. Бұндай эмульсияның тұтқырлығы таза
мұнайдың тұтқырлығынан артық болуы мүмкін. См типті эмульсияның
тұрақтылығын көтеру және пайда болу жағдайын жақсарту үшін су мұнайлы
қоспаға әртүрлі үстірт-белсенді заттар қосады.
Суда еріген үстірт-белсенді заттар құбыржелілі қабырғасын
гидрофилездейді, мұнайдың қабырғаға күшін біршама азайтады, см типті
дисперсті жүйенің пайда болуына жағдай жасайды. Осының бәрі айдау кезіндегі
гидровликалық қарсыластықты күрт төмендетеді. Мұнайды үстірт-белсенді затты
сулы ерітіндімен қоса айдау техналогиясы құбыржелісінде см типті тұрақты
жиі қалыптастыруға және фазалар инверсиясына алдына алуға немесе жүйенің
турадан керіге алмасуы (мс) арналған. См типті жүйенің тұрақтылығына көп
жағдайда үстірт-белсенді заттардың түрі мен концентрасиясы, температура,
араласу шапшаңдығы, фазалар қатынасы әсер етеді.
Су мұнайлы эмульсия дайындауда пайдаланылатын үстірт-белсенді заттар
мына талаптарға сай болуы қажет: мұнайды жақсы эмульгиттеу – глобул мұнай
үстіне мейлінше берік және ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.