WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Исторические аспекты создания и применения химических реагентов для трубопроводного транспорта В реферируемой диссертационной работе на основе анализа развития химической промышленности воссоздаются исторические аспекты и предпосылки использования химических реагентов в трубопроводном транспорте.

Одним из приоритетных положений в области технической политики нефтепроводной отрасли на рубеже веков являются: поддержание объемов перекачки в меняющихся сообразно современным экономическим условиям режимах, повышение эксплуатационной надежности магистральных трубопроводных систем, переживающих стадию старения.

Такая программа предусматривает выполнение крупномасштабных мероприятий, среди которых можно выделить применение современных технологий по повышению эффективности работы магистральных нефтепроводов для решения следующих задач: подготовка нефти, транспорт высоковязких и высокозастывающих нефтей, очистка трубопроводов от асфальто-смоло-парафиновых отложений, гашение турбулентности в потоке нефти, решение экологических проблем.

В настоящее время около 45% всей нефти добывается в обводненном состоянии.

Для обеспечения нормального протекания процессов транспорта в перекачиваемой нефти содержание солей не должно превышать 40 мг/л, а содержание воды 0,1 %. Обеспечить подобные концентрации солей и воды возможно только при проведении обессоливания и обезвоживания нефти на сборных пунктах нефтепромыслов, перед закачкой нефти в магистральный трубопровод.

Процессы обезвоживания и обессоливания аналогичны, так как вода удаляется из нефти вместе с растворенными в ней минеральными солями. Для проведения более полного обессоливания в нефть подают дополнительно пресную воду, растворяющую минеральные соли.

Механические способы обезвоживания могут быть использованы в виде отстаивания, центрифугирования и фильтрации.

Повысить эффективность разделения нефтяных эмульсий можно за счет комбинированного использования гравитационного отстаивания в сочетании с термическими, химическими и электрическими методами. Из отмеченных выше методов широко применяются химические методы обезвоживания и обессоливания нефти.

Для обеспечения разрушения нефтяных эмульсий применялись и используются в настоящее время деэмульгаторы различного типа.

Для совершенствования процессов транспорта нефти и нефтепродуктов и решения отмеченных выше задач было предложено использовать химические вещества (присадки и реагенты), существенно улучшающие реологические свойства перекачиваемых нефтей и нефтепродуктов, обеспечивающие более полную очистку полости труб, снижающие энергозатраты на перекачку.

Первым шагом к использованию химических веществ в трубопроводах стало применение продуктов нефтепереработки, а именно керосиновых и бензиновых дистиллятов для отмывки трубопроводов с одновременным пропуском большого количества скребков.

Эффективное совместное использование механических и химических средств в дальнейшем дало толчок целому направлению использования химических веществ - для очистки полости трубопроводов.

Начало разработки месторождений высоковязких нефтей Узень и Жетыбай и необходимость решения проблемы их транспортировки стали следующим этапом теоретических и практических исследований применения химических реагентов в трубопроводном транспорте. В результате экспериментов, проведенных в НИИтранснефть в 1964 г., В.Н. Степанюгиным, О.И. Целиковским и Л.С. Абрамзоном был предложен способ перекачки мангышлакских нефтей совместно с водными растворами поверхностноактивных веществ (ПАВ). К концу 60-х годов наибольшее распространение получает "горячая" перекачка, связанная со значительными энергозатратами, в связи с чем продолжался поиск более экономичных способов транспортировки высоковязких и высокозастывающих нефтей. Развитие же химической промышленности и научные разработки в этой области способствовали созданию депрессорных присадок, которые существенно изменяли реологические свойства перекачиваемых нефтей с повышенным содержанием парафина. Депрессорные присадки в 70-х годах были успешно использованы при пуске нефтепровода Гурьев-Куйбышев, второй очереди нефтепровода Узень-Шевченко и на отдельных участках второй нитки нефтепровода УзеньГурьев.

Созданные полимерные вещества на основе акриламида нашли широкое применение в совершенствовании процессов очистки полости трубопроводов.

С помощью водорастворимых полимеров, полиакриламида (ПАА) и его производных, стало возможным удаление парафиносмолистых отложений, механических примесей и водных скоплений из трубопроводов, в которых использование механических средств очистки недостаточно эффективно или невозможно.

Применение высоковязких полимеров на магистральных нефтепроводах Западной Сибири, сооружаемых, как правило, в болотистых условиях и в зимнее время, позволило решить проблему удаления жидких скоплений и механических примесей, так как монтажные выступы, вмятины, сужения и строительные детали не позволяли очистить трубопровод механическими разделителями.

В период роста цен на электроэнергию и в условиях ее дефицита актуальными стали разработки в области сокращения энергозатрат на перекачку. Одним из перспективных способов решения данной проблемы является использование полимерных противотурбулентных присадок, промышленные испытания которых были проведены на нефтепроводах Лисичанск-Тихорецк в 1985 г. (добавка CDR-102), Александровское-АнжероСудженск в 1991 г. (добавка ВИОЛ), Тихорецк-Новороссийск в 1993 г. (добавка ВИОЛ).

Решение задач экологической безопасности трубопроводного транспорта также невозможно представить без использования химических реагентов, на всех этапах удаления нефтяных загрязнений.

Таким образом, химические присадки и реагенты на всем протяжении развития трубопроводного транспорта, способствовали совершенствованию процессов транспорта нефти и заняли достойное место в решении практических задач нефтепроводной отрасли. Исследование и применение химических реагентов в процессе развития трубопроводного транспорта представлено на рисунке 1 и рисунке 2.

Проведенные исследования позволили выделить сформировавшиеся за последнее столетие следующие основные группы химических реагентов, способствующих совершенствованию процессов трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов (рисунок 3), и показать возможность их применения на объектах трубопроводного транспорта для решения различных задач (рисунок 4).

Первыми реагентами, которые нашли свое применение в начале 50-х годов в трубопроводном транспорте, стали поверхностно-активные вещества, которые использовались для гидротранспорта высоковязких и высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов и очистки трубопроводов и емкостей.

Первые сведения о поверхностно-активных веществах анионного типа относятся еще к VIII в., когда началось производство солей карбоновых кислот из растительных и животных жиров, известных под названием мыла.

Катионные ПАВ приобрели промышленное значение, начиная с 1935 г.

История же создания неионогенных ПАВ, является именно тем случаем, когда необходимость практически использовать какое-либо сырье или полупродукт, ставший избыточными в своем производстве, может привести к новым изобретениям, имеющим промышленное значение.

В 1934 г. фирма Rohm a. Haas (Филадельфия) получила оксиэтилированные алкилфенолы, которые в настоящее время являются важнейшими представителями неионогенных поверхностно-активных веществ, которые нашли свое применение и в нефтяной промышленности.

С тех пор как в 1930 г. был открыт новый класс поверхностно-активных соединений - оксиэтилированные вещества, этот класс соединений привлек к себе внимание многих исследователей и непрерывно пополнялся новыми типами соединений.

В связи с увеличивающимся спросом на эти соединения непрерывно возрастало их производство. В нашей стране уже в 1959 г. производились неионогенные ПАВ, среди которых особенно хорошо известны оксиэтилированные алкилфенолы, выпускаемые под марками ОП-7, ОП-10 и др.

Вначале основным потребителем оксиэтилированных веществ являлась текстильная промышленность. К 1960 г. появились новые потребители, из которых наиболее значительным является нефтяная промышленность.

Дальнейшее развитие химической промышленности привело к созданию высокомолекулярных соединений - полимеров. В таблице 3 приведены полимерные соединения, используемые в трубопроводном транспорте.

Наибольшее распространение из них получили полиакриламид и его производные.

Данные о промышленных методах получения акриламида и акриловой кислоты (патент США 1945 г.) – промежуточных продуктов в процессе получения полиакриламида - были опубликованы в 1945 г. Акриламид вместе с акриловой кислотой получали омылением акрилонитрила серной кислотой при температуре 80-100°С. Получение полиакриламида за рубежом описывается в патентах 1954-1965 годов.

События в областях развития трубопроводного транспорта и химической промышленности Освоение месторождений Открытие Шаимского Строительство Тимано-Печорской Создание Открытие нефтяного трубопровода нефтегазовой провинции, акционерной "Второго месторождения Баку-Батуми компании строительство Строительство Баку" начало строитель"Транснефть" нефтепровода Уса-Ухтанефтепровода ства трубопроводов Строительство Ярославль-Москва Ишимбай-Уфа Западной Сибири трубопровода Освоение Создание Грозный-Махачкала месторожде- отечественных Получе- Созда- Создание ний на полимерных ние ние отечественной Мангышлаке, депрессорных Создание Открытие акрил- поли- противотурбулентной строительство присадок неионогенных и эффекта амида акрил- присадки ВИОЛ "горячих" других ПАВ Томса амида нефтепроводов 1900-1909 1910-1919 1920-1929 1930-1939 1940-1949 1950-1959 1960-1969 1970-1979 1980-1989 1990-годы Рис.1. Исследование и применение реагентов в процессе развития трубопроводного транспорта и химической и нефтехимической промышленности - светлые нефтепродукты; - поверхностно-активные вещества; - полимерные депрессорные присадки;

- противотурбулентные присадки; - водорастворимые полимеры Исследуемые и применяемые присадки и реагенты ИРКУТСК АК “ТРАНСНЕФТЬ” АНЖЕРО-СУДЖЕНСК АЛЕКСАНДРОВСКОЕ ПУР-ПЕ ХОЛМОГОРЫ СУРГУТ НИЖНЕВАРТОВСК НОВОСИБИРСК СХЕМА ТРУБОПРОВОДОВ – светлые нефтепродукты;

– поверхностно-активные вещества;

– полимерные депрессорные присадки;

– противотурбулентные присадки;

– водорастворимые полимеры УСТЬБАЛЫК ПАВЛОДАР ШАИМ УСА ОМСК ХАРЬЯГИНСКОЕ КРАСНОЛЕНИНСК УХТА ТЮМЕНЬ ЮРГАМЫШ ПЕРМЬ ЧИМКЕНТ АЛЬМЕТЬЕВСК КУМКОЛЬ ЛАЗАРЕВО УФА ЯРОСЛАВЛЬ КИРИШИ НИЖН. НОВГОРОД ЧАРДЖОУ КУЛЬСАРЫ КЕН-КИЯК КЛИН (ГУРЬЕВ) САМАРА АТЫРАУ МОСКВА ГЕНГИЗ РЯЗАНЬ (ШЕВЧЕНКО) САРАТОВ МИЧУРИНСК УЗЕНЬ ПОЛОЦК УНЕЧА АКТАУ КРАСНОВОДСК ВЕНТСПИЛС ТИХОРЕЦК ЛИСИЧАНСК ГРОЗНЫЙ АРМАВИР МАХАЧКАЛ А КРЕМЕНЧУГ МАЖЕЙКЯЙ МОЗЫРЬ БРЕСТ БАКУ Рис. 2. Трубопроводы ОАО АК «Транснефть» и применяемые на них реагенты ТУАПСЕ ХЕРСОН ОДЕССА БАТУМИ УЖГОРОД НОВОРОССИЙСК ХИМИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ ДРУГИЕ ПРОДУКТЫ НЕФТЕХИМИИ И ПАВ ПОЛИМЕРЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ Анионные Катионные Неионогенные Депрессорные сульфонол НП-1 Водорастворимые ДМАБАХ - оксиэтилированные присадки (алкилбензолсуль- диметилалкилжирные кислоты, полимеры присадки на основе фонат),соли синте- бензиламмоний оксиэтилированные полиакриламид пропилен-этиленовых тических жирных хлорид спирты и алкилфенолы, (ПАА,АМФ, пушер, сепаран);

полимеров группы кислот (С10-С18) в блок-сополимеры окиси полиэтиленоксид (ПОЭ, полиокс);

«Paramins»:

смесях с алкилбенэтилена и окиси пропиполивиниловый спирт (ПВС);

Paradyne золсульфатом, лена, блок-сополимеры полиакрилонитрил (ПАН), ECA тринатрийфосфатом на основе диамина и др.:

карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) ECA и т. д., сульфонол ОК 17-20-17, и др.

ECA 5234;

НП-3 - ксилиталь С-15, ДН-1- сополимер на разновидность проксанол 186, основе высших алкилбензолсульпрепарат ОС-20 марки спиртов из СЖК;

фонатов, синтези«Б» и дисольван 4411, Противотурбулентные ВЭС-503 - 20%-ный рованных на основе оксиэтилированные присадки раствор термополи-олефиновой алкилфенолы ОП-7, мера этилена с винил- CDR-102 - раствор высокомолекуфракции крекинга ОП-10 и др.

ацетатом (37%) и лярного углеводорода в специальпарафинов, ДС-РАС малеиновым ном растворителе;

и др.

"Виол"- 10%-ный раствор в гептане ангидридом (0,5%) в дизельном топливе; сополимера альфаалефинов сополимеры на основе высших эфиров малеиновой и акриловой кислот и др.

Рис.3. Основные группы химических реагентов для трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов Полимерные присадки Газ Снижение гидравлического Ингибиторы Деэмульгаторы сопротивления коррозии Нефть в трубопровод Нефть Нефтеперекачивающая Подготовка станция нефти Флокулянты Нефтешлам Транспорт Предотвращение Полимеры для Удаление вязких образования очистных АСПО Вода нефтей Очистка АСПО Выделение пробок Флокулянты воды нефти Растворители Гидротранспорт Ингибиторы Линейная Утилизация Резервуары часть осадка Сброс Подготовка Депрессаторы ПАВ воды воды для Вода Вода вторичного Моющие использования Очистка воды композиции Химреагенты Нефтешлам Нефтешлам Химреагенты Флокулянты Выделение Флокулянты нефти Утилизация Химреагенты осадка Рис.4. Схема химизации трубопроводного транспорта нефти Вода В СССР полиакриламид в производственных условиях впервые был получен в 1958 г. на установке Ясиновской углеобогатительной фабрики.

Технология этого нового производства была создана Институтами галургии и высокомолекулярных соединений АН СССР.

В 1979 г. выпускались различные марки полимеров и сополимеров АА (акриламида), различающиеся как молекулярной массой, так и содержанием дополнительных к амидным функциональных групп.

Таблица Полимерные соединения, применяемые в трубопроводном транспорте Синонимы Соединения Формула М названия Карбоксиметил- С6Н7О2(ОН)3-х(ОСН2СО2Н)х, КМЦ (1565)целлюлоза где х=1-ПАА-СГС, CH CHПААР, Полиакриламид ПААРК, (27)(ПАА) CONH2 n ЧГА, РДАCH CHПолиакрило- ПАН (47)нитрил CN n CH CHПолипроПолипропен (350)пилен, ПП CH3 n CH CHПолиэтилПЭА 1,акрилат СООС2H5 n Полиэтилен- ПЭО ( СН2 СН2 О )n 200-оксид Применение химических реагентов при подготовке нефти В результате отсутствия или недостаточности деэмульсации добываемых нефтей на промыслах значительная часть нефти попадала в магистральные нефтепроводы и на нефтеперегонные заводы с эмульсией, что вызывало ряд осложнений при транспорте и переработке.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»