Разработка композиционного растворителя для очистки магистрального нефтепровода Ножовского месторождения

УДК 622.276.72

А. Ш. Насыбуллина, А. М. Галиева, Р. Ф. Сабитов

РАЗРАБОТКА КОМПОЗИЦИОННОГО РАСТВОРИТЕЛЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА НОЖОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Ключевые слова: АСПО, удалители парафиноотложений, растворяющая способность.

Проведено исследование структурно-группового состава АСПО магистрального нефтепровода Ножовского месторождения. Определена растворяющая способность промышленно выпускаемых углеводородных фракций и разработана композиция для эффективной очистки магистрального нефтепровода Ножовского месторождения.

Keywords: asphalt-resin - paraffin depositions, paraffin removers, solvency.

Group compositions of asphalt-resin-paraffin deposition of Nozhovsk reservoirs pipeline wasidentified. Solvency commercially available hydrocarbon fractions was determined, and a composite solvent for efficient cleaning of Nozhovsk reservoirs pipeline was developed.

Введение

В настоящее время на большинстве месторождений добыча нефти связана с осложнениями, заключающимися в значительном снижении объема добываемой нефти и увеличении нагрузки на насосное оборудование вследствие образования АСПО на стенках нефтепромыслового оборудования.

На интенсивность отложений влияет повышенное содержание в составе нефти высокомолекулярных парафинов, смол, асфальтенов и термобарические условия в скважине. Для очистки нефтепромыслового оборудования применяются различные методы: тепловые, механические, физико-химические и химические. Последние являются наиболее используемыми, так как обладают высокой эффективностью и технологичностью [1,2].

В данной работе приведены результаты исследования структурно-группового состава АСПО магистрального нефтепровода Ножовского месторождения и разработки композиционного растворителя для очистки указанного нефтепровода.

Экспериментальная часть

Исследование структурно-группового состава выполняли методом адсорбционного разделения на колонке, заполненной силикагелем, путем элюиро-вания растворителями различной природы: парафины выделяли элюированием петролейным эфиром, смолы - спирто-бензольной смесью, асфальтены -хлороформом [3].

Определение растворимости отложений асфаль-тосмолопарафиновых веществ из нефти Ножоского месторождения проводили в статических и динамических условиях при заданной температуре.

В предварительно взвешенные с точностью до 0,001 г корзинки из металлической сетки помещали уплотненные до однородного состояния парафино-отложения массой 2,500 г. В сосуд наливали заданное количество растворителя (соотношение количества отложений и реагента может изменяться от 1:5 до 1:50). Корзинки с отложениями помещали в емкости с растворителем. В динамическом режиме емкости помещали на шейкер.

По окончании опыта корзинки извлекали из растворителя и высушивали до постоянной массы при комнатной температуре в течение нескольких часов.

Потерю массы отложений для каждого опыта (П) в масс. вычисляли по формуле 1:

П = [

где т! - масса исследуемого образца отложений до контакта с реагентом, г; т2 - масса нерастворимого остатка отложений после контакта с реагентом.

Растворяющую способность реагента (С) в г/см3 вычисляли по формуле 2:

С = [

где V - объем растворителя, см3.

Обсуждение результатов

На первом этапе работыбыло проведено исследование структурно-группового состава АСПО магистрального нефтепровода Ножовского месторождения. Результаты исследования приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Групповой состав АСПО магистрального нефтепровода Ножовского месторождения

Из полученных результатов следует, что АСПО магистрального нефтепровода Ножовского месторождения содержит большое количество парафинов и смол. По содержанию органических составляющих его можно отнести к парафинистому типу, так какП/(А+С) > 1.

На втором этапе работы нами были исследована-эффекивностьнескольких промышленно выпускаемых растворителей:

- толуол производства ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез»;

- гексановая фракция (сокращенно ГФ) производства ОАО «Синтез-Каучук»;

Содержание компонентов, % Тип АСПО

Парафины (П) Смолы (С) Асфальтены (А) Мех. примеси

44,54 26,8 2,85 3,02 Парафинистый

- этилбензольная фракция (ЭБФ) производства ПАО «Казаньоргсинтез»;

- лигроиновая фракция (ЛФ) производства ООО «Уруссинский химический завод»;

- жидкие продукты пиролиза (ЖПП) производства ПАО «Казаньоргсинтез»;

- бентол производства ООО НТФ «Современные технологии».

Испытания проводили в двух режимах: статическом и динамическом. Статический режим моделирует технологию очистки путем закачки растворителя в остановленный нефтепровод или скважину с последующим выдерживанием на реагирование в течение нескольких часов. Динамический режим моделирует процесс очистки работающего нефтепровода или скважины. Время контакта АСПО с растворителем в статическом режиме составило 3,5 часа, в динамическом режиме - 20 мин. Испытания проводились при комнатной температуре. Каждый опыт был выполнен в двух повторностях. Усредненные результаты исследований приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты испытаний эффективности промышленных растворителей по отношению к АСПО Ножовского месторождения

Из полученных результатов следует, что среди растворителей ароматического ряда в статическом режиме максимальную растворяющую способность проявляют жидкие продукты пиролиза (93%), несколько уступает по эффективности толуол (88%). В динамическом режиме картина меняется: на первом месте толуол (97%), на втором жидкие продукты пиролиза (78%). Этилбензольная фракция и бентол уступают им по эффективности. Для составления композиций были выбраны толуол и жидкие продукты пиролиза, как наиболее эффективные компоненты.

Среди фракций алифатических углеводородов, как в статическом, так и в динамическом режи-ме,наиболее высокую растворяющую способность проявляет лигроиновая фракция по сравнению с гексановой. Однако, учитывая незначительную разницу в эффективности обеих фракций, а также большую сырьевую доступность гексановой фракции, последняя была выбрана для дальнейших исследований.

АСПО Ножовского месторождения содержит большое количество парафинов и смол. Парафины хорошо растворяются в легких алкановых углеводо-

родах, таких как гексановая и лигроиновая фракции, а также в ароматических углеводородах. Смолы и асфальтены способны хорошо растворяться в ароматических углеводородах (толуол, жидкие продукты пиролиза). Для того чтобы реагент-растворитель обладал высокой эффективностью по отношению к данному АСПО, он должен включать как алифатические, так и ароматические компоненты. В этой связи нами было предложено несколько двухкомпонентных смесей, состоящих из испытанных выше промышленных фракций углеводородов. Композиции были составлены таким образом, чтобы один из компонентов был алифатического типа, а другой - ароматического. Исследуемые смеси приведены ниже:

-толуол - ЛФ (75%:25%);

- толуол - ГФ (75%:25%);

- ЖПП - ЛФ (75%:25%);

-ЖПП - ГФ (75%:25%);

- ЖПП - толуол (75%: 25%);

- ЖПП - толуол (50%:50%).

Испытания композиций, как и отдельных фракций, из которых они были составлены, проводили в двух повторностях. Время контакта растворителя и АСПО в статическом режиме составило 3,5 часа, в динамическом режиме 20 мин. Испытания проводились при комнатной температуре.Результаты этих исследований приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты испытаний эффективности композиций растворителей по отношению к АСПО Ножовского месторождения

Композиция Статический ре-жим,3.5 часа Динамический режим, 20 мин

П, % С, г/см3 П, % С, г/см3

Толуол - ЛФ (75%:25%) 88 110 79 101

Толуол - ГФ (75%:25%) 80 102 84 108

ЖПП-ЛФ (75%:25%) 76 95 81 103

ЖПП-ГФ (75%:25%) 96 123 96 122

ЖПП- толуол (75%:25%) 77 97 77 100

ЖПП- Толуол (50%:50%) 84 106 88 112

Результаты исследований показали, что наибольшей эффективностью обладает композиция с составом: жидкие продукты пиролиза - гексановая фракция (75%:25%). Ее эффективность, как в статическом, так и в динамическом режиме, выше эффективности индивидуальных компонентов и других испытанных смесей.

Выбранная композиция может быть рекомендована для очистки магистрального нефтепровода Ножовского месторождения. Эффективность и скорость растворения отложений возрастает в динамическом режиме.

Полученный результат коррелирует с растворимостью парафинов, смол и асфальтенов (парафины растворяются в ароматических и алифатических углеводородах, а смолы и асфальтены - только в

Растворитель Статический режим, 3.5 часа Динамический режим, 20 мин

П, % С, г/см3 П, % С, г/см3

Толуол 88 110 97 123

ГФ 68 85 63 81

ЭБФ 61 78 70 89

ЛФ 75 94 66 84

ЖПП 93 116 78 98

Бентол 72 90 48 60

ароматических). Наличие в смеси ароматических углеводородов позволяет растворить все компоненты АСПО, а наличие гексановой фракции усиливает растворение парафиновой части.

Выводы

явля тся толуол, идкие продукт пиролиза, гек-сановая и лигроиновая фракции.

3. Разработана композиция для эффективной очистки магистрального нефтепровода Ножовского месторождения: жидкие продукты пиролиза - гекса-новая фракция в соотношении 75% : 25%.

1. В данной работе показаны результаты определения структурно-группового состава АСПО магистрального нефтепровода Ножовского месторождения и получены следующие результаты:

- парафины - 44,54%;

- смолы - 26,8%;

- асфальтены- 2,85%;

- механические примеси - 3,02%.

Тип АСПО - парафинистый.

2. Проведеноопределение растворяющей способности промышленно выпускаемых углеводородных фракций. Показано, что наиболее эффективными

Литература

1. Персиянцев М.Н. Добыча нефти в осложненных условиях. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2000. - 653 с.

2. Сладовская О.Ю. Оценка эффективности растворителя для удаления асфальто-смолисто-парафиновых отложений парафинового и асфальтенового типа /Н.Ю. Баш-кирцева// Вестник технол. ун-та. - 2015. Т.18, - №10. -88с.

3. Насыбуллина А.Ш.Изучение состава и реологических свойств нефтей Сахалина для решения проблем их транспортировки / Е.В. Пивсаева, Ф.Ф. Хамидуллина // Вестник КТУ. - 2011. - №3. - 114 с.

© А. Ш. Насыбуллина - к.х.н., доцент кафедры химической технологии по переработке нефти и газа КНИТУ, аН-sa209@rambler.ru; А. М. Галиева - аспирант той же кафедры, aiggul_90@mail.ru; Р. Ф. Сабитов - магистр той же кафедры, nigmatov-sabitov@mail.ru.

© A. Sh. Nasybullina - Ph.D., Associate Professor in KazanNationalResearchTechnologicalUniversity, Docent department of chemical technology of oil and gasrefining,alisa209@rambler.ru; A. M. Galieva - Ph.D. is a research degree of the same department, aig-gul_90@mail.ru; R. F. Sabitov - Master Degree of the same department, nigmatov-sabitov@mail.ru.