Установка для подготовки высоковязкой нефти к транспортировке по нефтепроводу

Полезная модель относится к устройствам для подготовки к транспортировке высоковязкой с высоким содержанием парафинов и смол нефти и может быть использована в нефтяной промышленности для промысловой и магистральной подготовки к транспортировке высоковязкой нефти путем снижения ее вязкости и увеличения времени релаксации ее реологических свойств.
Известна установка Tervahl Т, предназначенная для снижения условной вязкости нефти и температуры застывания нефти [Speight J.G. The Chemistry and Technology of Petroleum, 4th edition. CRC Press, 2006. p.552], включающая трубчатую печь, сокинг-камеру, блок стабилизации и ректификации продуктов.
Недостатками известной установки являются незначительное снижение вязкости парафинистой и смолистой нефти.
Известен аналог, представленный установкой, с помощью которой осуществляют подготовку высоковязкой и парафинистой нефти к трубопроводному транспорту по способу [RU 2470213, МПК F17D 1/16, опубл. 20.12.2012 г.], включающая линию подачи нефти в блок фракционирования, оборудованную рекуперационным теплообменником, оснащенным линией подачи смеси фракций нефти с продуктом термолиза и соединенным линией подачи охлажденной смеси фракций нефти с продуктом термолиза с блоком стабилизации, который оснащен линиями вывода стабилизированной нефти и газа стабилизации, а блок фракционирования оснащен линиями вывода легкой и тяжелой фракций нефти и соединен с блоком термолиза линией подачи фракции 340-540°С, оборудованной печью огневого нагрева, кроме того блок термолиза оснащен линией вывода продукта термолиза, к которой примыкают линии вывода легкой и тяжелой фракций нефти, образуя линию подачи нагретой смеси фракций нефти и продукта термолиза в рекуперационный теплообменник.
Недостатком известной установки является недостаточное снижение вязкости при подготовке парафинистой и смолистой нефти.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи по созданию устройства, обеспечивающего эффективное снижение вязкости нефти с высоким содержанием смол и парафинов, увеличение времени восстановления реологических свойств высоковязкой нефти и увеличение пропускной способности участка трубопровода.
Ожидаемый технический результат - снижение вязкости нефти, увеличение времени релаксации реологических свойств нефти, увеличение пропускной способности участка трубопровода транспортировки высоковязкой нефти достигается благодаря комплексному воздействию на высоковязкую нефть постоянным магнитным полем, сверхвысокочастотным электромагнитным излучением и высокочастотным электромагнитным излучением частотами 2,4 ГГц и 140 МГц соответственно.
На фигуре изображена принципиальная схема установки для подготовки высоковязкой нефти к транспортировке по нефтепроводу.
Для достижения технического результата предлагается установка для снижения вязкости высоковязкой нефти и увеличении времени релаксации реологических свойств высоковязкой нефти. Установка включает в себя магнитный индуктор обработки нефти 1, последовательно жестко соединенный с цилиндрическим корпусом установки 2, выполненного из поглощающего электромагнитное излучение материала, систему коаксиальных кабелей высокочастотного и сверхвысокочастотного электромагнитного излучения, представленную пучком коаксиальных кабелей высокочастотного и сверхвысокочастотного электромагнитного излучения с излучателями 3, расположенными вдоль центральной оси корпуса установки и жестко закрепленные к корпусу установки с помощью клипсовых креплений 4, выходной патрубок 5, два генератора высокочастотного и сверхвысокочастотного электромагнитного излучения 6, 7.
Принцип функционирования установки. Нефть под действием перепада давления, попадая из трубопровода в разработанную установку, попадает в магнитный индуктор обработки нефти с постоянными магнитами на основе сплава неодим-железо-бор 1, где нефть подвергается воздействию постоянного магнитного поля магнитного индуктора обработки нефти, последовательно жестко соединенного с цилиндрическим корпусом установки 2 выполненного из поглощающего электромагнитное излучение материала, затем нефть под действием перепада давления попадает в цилиндрический корпус установки 2, выполненного из поглощающего электромагнитное излучение материала, в корпусе установки нефть подвергается обработке высокочастотным электромагнитным излучением частотой 140 МГц и сверхвысокочастотным электромагнитным излучением частотой 2,4 ГГц, излучение передается посредством коаксиальных кабелей сверхвысокочастотного и высокочастотного излучения 3, которые располагаются вдоль центральной оси корпуса установки и жестко закреплены к корпусу установки с помощью клипсовых креплений 4, коаксиальные кабеля соединены с генераторами высокочастотного и сверхвысокочастотного электромагнитного излучения 6, 7, после обработки в корпусе установки нефть с пониженной вязкостью под перепадом давления попадает в выходной патрубок 5, который соединен с трубопроводом дальнейшей транспортировки нефти.
За счет того, что магнитный индуктор обработки нефти 1 включает постоянные магниты на основе сплава неодим-железо-бор, под воздействием магнитного поля происходит дробление ферромагнитных агрегатов примесей коллоидных частиц высоковязкой с высоким содержанием парафинов и смол нефти, увеличивается количество центров роста кристаллизации, что в конечном итоге приводит к уменьшению вязкости нефти, попадающей в магнитный индуктор обработки нефти. В связи с тем, что молекулы асфальтенов, смол и воды, которые находятся в составе транспортируемой высоковязкой с высоким содержанием парафинов и смол нефти, являются полярными, резонансное воздействие высокочастотного и сверхвысокочастотного электромагнитных полей частотами 140 МГц и 2,4 ГГц соответственно на каждый полярный компонент приводит к тому, что при попадании транспортируемой нефти в корпус установки 2 и созданное электромагнитное поле в нем в нефти возникают интенсивные термо- и гидродинамические эффекты, и прочность молекулярной связи между дипольными молекулами оболочки снижается, что, в конечном счете, приведет к разрушению пленки межфазного раздела и уменьшению вязкости нефти. Корпус, выполненный из поглощающего электромагнитное излучение материала, установки 2 способен поглощать излишнее электромагнитное излучение, делая установку безопасной, и преобразовывать остаточное электромагнитное излучение в тепловую энергию, способствующую увеличению температуры высоковязкой нефти и снижению ее вязкости. Кабеля высокочастотного и сверхвысокочастотного электромагнитного излучения с излучателями 3 имеют тефлоновую, прозрачную для СВЧ и ВЧ излучения изоляцию, которая эффективно пропускает волны электромагнитного излучения и изолирует излучатели от прямого контакта с высоковязкой нефтью, обеспечивая безопасность установки. Использование высокочастотного и сверхвысокочастотного электромагнитного излучение в качестве основного источника энергии интенсифицирует процесс снижения вязкости нефти, так как излучение в установке распространяется по всему объему, способствуя быстрому протеканию физико-химических процессов, что в конечном итоге способствует увеличению пропускной способности участка трубопровода. Вследствие этих процессов при прохождении высоковязкой с высоким содержанием парафинов и смол нефти через установку достигается уменьшение ее динамической вязкости, увеличение времени релаксации ее реологических свойств и увеличение пропускной способности участка трубопровода.