Файл: Допущен кзащите.docx

ЦППН – центральный пункт подготовки нефти

СПН – станции подогрева нефти

КП – контрольный пункт

---

Содержание

Введение 9

1 Литературный обзор 12

1.1 Нефть – структурированная дисперсная система 12

1.2 Реологические свойства НДС 12

1.3 Физико – химические свойства высокопарафинистой нефти 13

1.3.1 Мировые запасы высоковязкой нефти 13

1.3.2 Проблемы добычи, переработки, транспортировки нефти 14

1.4 Методы улучшения реологических параметров высокопарафинистой нефти 17

1.4.1 Термическая обработка 17

1.4.2 Введение депрессорных присадок 18

1.5 Применение ДП для снижения давления перезапуска в магистральных нефтепроводах 19

2 Объекты и методы исследования 22

2.1 Объекты исследования 22

2.2 Методы использования 23

---

2.2.1 Физико – химические характеристики нефти 23

2.2.2 Определение оптимального режима термообработки 25

2.2.3 Определение реологических свойств нефти с добавлением ДП 26

2.2.4 Определение модели течения нефти 26

2.2.5 Определение потерь напора на трение при транспортировке 27

3 Результаты и обсуждение 28

3.1 Объекты реологического исследования 28

3.2 Методы исследования 28

3.2.1 Определение оптимальной температуры термообработки 28

3.2.2 Определение температуры потери текучести при оптимальной температуре термообработки 29

3.2.3 Исследование реологических свойств нефти при 80°С с ДП 29

3.2.4 Определение уравнения течения нефти по кривой текучести 31

3.2.5 Определение потерь напора на трение 33

4 Экологические проблемы нефтяной промышленности 35

4.1 Загрязнение окружающей среды при нефтедобыче 35

4.2 Разливы нефти 36

4.3 Выбросы в основных технологических процессах 36

5 Охрана окружающей среды 39

5.1 Политика по окружающей среде 39

5.2 Эколого – токсикологическая характеристика ДП 39

Выводы 42

Список использованных литератур 43

Введение

Большая заинтересованность к запасам тяжелой высоковязкой нефти значительно возросла в связи с постепенным истощением объемов легких нефтей. Их мировой суммарный объем оценивается от 650 млрд тонн до 1 трн. тонн, что в пять раз превышает объем остаточных запасов нефтей малой и средней вязкости [1]. Высокопарафинистые высоковязкие нефти характеризуются нехорошими низкотемпературными и реологическими свойствами, что приводит к повышению энергозатрат в процессе их транспортировки, хранения и необходимости использования специальных технологий при переработке подобных нефтей. Высоковязкие высокозастывающие нефти представляют собой раствор твердых парафинов, асфальтенов и смол в жидких углеводородах. Содержание парафинов в таких нефтях может превышать 20% масс [2]. При низких температурах анологичные нетфи проявляют неньютоновские (вязко-пластичные, вязкоупругие, тиксотропные) свойства [3]. Они образуют объемную структурную решетку, в ячейках которой заключена жидкая фаза [4]. Устранить кристаллизацию парафинов при транспортировке можно за счет нагрева нефти до температур 50–60°С, но данный способ осуществляет к излишним затратам, поскольку способ не всегда экономически целесообразен и содействует потере легких фракций. В настоящее время для транспортировки и переработки высокопарафинистых нефтей все чаще стали применять депрессорные присадки, которые, принимая участие в процессе кристаллизации парафинов, затрудняют образование единой кристаллической системы парафинов при охлаждении нефти [5]. Таким образом, уменьшается температура застывания нефти,

---

улучшаются реологические свойства, а именно: падает динамическая вязкость и снижаются потери давления на трение. В связи с этим интерес представляют и другие способы регулирования низкотемпературных и реологических свойств нефтей с высоким содержанием парафинов, смол и асфальтенов, в том числе и комплексное применение термообработки и депрессорной присадки.

Целью данной работы является определение наиболее эффективного и экономически целесообразного способа регулирования реологического поведения нефти месторождения Ащысай и выполнение тепло-гидравлических расчетов на определение потери напора на трение при транспортировке. Для решения актуальной научно-технической задачи по улучшению текучести нефти были поставлены задачи:

1. Определить оптимальную температуру термообработки, при которой происходит растворение длинноцепных парафинов (С₁₇-С₄₀);

2. Исследовать реологические параметры нефти с добавлением дозировок депрессорных присадок и выявить наиболее эффективный модификатор текучести нефти Ащысай;

3. По данным кривых текучестей определить модель течения нефти (ньютоновские, вязко-пластичные, вязкоупругие), выполнить теплогидравлические расчеты для сравнения данных давления перезапуска и потери напора на трение при термообработке с добавлением депрессорной присадки.

1 Литературный обзор

---

1.1 Нефть – структурированная дисперсная система

Жидкости, состоящие из сложных компонентов, в том числе и нефти, а также склонные к структурированию и образованию надмолекулярных структур, называются нефтяными дисперсными системами (НДС) [7]. Для нефтяных систем свойственно наличие дисперсной фазы, причинами образования которой являются межмолекулярные связи и фазовые превращения.

Углеводородные и неуглеводородные составляющие нефтяных дисперсных систем расположены к ассоциации за счет сил межмолекулярного взаимодействия (ММВ). Частицы дисперсной системы образуются при протекании фазовых переходов. Также, cледуя по теории переходов фаз [8] новые фазы образуютя через стадии зарождения частиц критических размеров и их последующего роста. Главными признаками нефтяных дисперсных систем являются их гетерoгенность, дисперснoсть и лиoфильность [7].

НДС относят к типичным неньютоновскими жидкостям. Форма, размер и структура частиц дисперсной фазы НДС существенно зависят от их состава, т. е. от присутствия структурообразующих компонентов, которыми являются парафины, смолы и асфальтены. По многим научным исследованиям, нефти, отличающиеся большим содержанием асфальтенов, смол и парафинов, обладают структурно- механическими свойствами [9].

По массовому содержанию твердых углеводородов нефти классифицируются на малопарафинистые (П≤1,5%), парафинистые (1,5<П≤6%) и высокопарафинистые (П>6%). По содержанию смолисто-асфальтеновых компонентов (САК) на малосмолистые (САК≤18%), смолистые (18<САК≤35%), высокосмолистые (САК>35%) [10].

1.2 Реологические свойства НДС

При повышенных температурах большинство нефтей представляют собой маловязкие жидкости, а при понижении температуры теряют текучесть. В работе [11] показано, что для НДС при понижении температуры свойственен переход от ньютоновских к неньютоновским свойствам. При температуре выше плавления молекулы парафина, содержащиеся в НДС, находятся в растворенном состоянии – такая жидкость представляет собой псевдопластичную жидкость. При понижении температуры нефти изменяется пространственное положение молекул н-алканов, уменьшается энергия их теплового движения и снижается растворяющая способность легких фракции нефтяной системы. При температуре, близкой к

---